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题名一种基于结构动力学的柔性扑翼气动结构耦合方法研究
被引量：7
- 1
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作者
陈利丽
宋笔锋
宋文萍
杨文青
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机构
西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家重点实验室
中航工业第一飞机设计研究院
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出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第12期2668-2681,共14页
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基金
国家自然科学基金(20100481369)~~
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文摘
基于结构动力学理论,发展了一套适用于扑翼气动结构耦合特性的数值模拟方法:采用计算流体力学(CFD)方法数值模拟扑翼的非定常绕流,得到扑翼的非定常气动特性,基于计算结构力学(CSD)方法求解扑翼结构动力学方程得到扑翼的动态结构变形位移,从而得到周期内各时刻的扑翼外形,重复上述过程直至气动、结构变形均收敛。其中,扑翼非定常气动特性通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程得到。对于结构动态特性,首先基于Hamilton原理推导了扑翼的结构运动方程,并对动能和应变能进行变分,得到扑翼动力学方程,然后利用结构有限元方法对该方程进行离散并求解。通过与实验结果进行对比,验证了本文所发展求解程序的有效性。在此基础上针对实际柔性扑翼的简化模型展开数值模拟,研究了柔性变形对扑翼气动特性的影响,并进一步对刚性和柔性扑翼流场细节进行比较,分析研究了结构变形对柔性扑翼气动特性的影响机理。
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关键词
扑翼
气动结构耦合
非定常流动
空气动力学
结构动力学
柔性结构
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Keywords
flapping wing
aerodynamic-structural coupling
unsteady flow
aerodynamics
structural dynamics
flexiblestructure
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名柔性扑翼气动结构耦合特性数值研究
被引量：6
- 2
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作者
陈利丽
宋笔锋
宋文萍
杨文青
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机构
中国航空工业集团第一飞机设计研究院
西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家重点实验室
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出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2015年第1期125-133,共9页
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基金
中国博士后科学基金(20100481369)
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文摘
微型扑翼体积小、重量轻,其柔性变形对气动特性有显著的影响。通过求解雷诺平均N-S方程(ReynoldsAveraged Navier-Stokes,RANS)和结构动力学方程,对微型柔性扑翼飞行器的气动结构耦合特性进行了数值模拟研究。针对微型扑翼的大幅运动,发展了适用于扑翼的气动结构耦合数值计算方法,研究了微型扑翼的气动结构耦合特性。通过求解雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程得到微型扑翼的非定常气动特性;利用哈密顿原理(Hamilton Principle)推导了扑翼的结构动力学方程,采用结构有限元方法对该动力学方程进行离散并求解,得到扑翼的动态结构特性;采用松耦合方法进行迭代。计算结果与风洞实验结果相比吻合良好,验证了所发展方法的有效性。在此基础上研究了惯性力和关键运动参数对柔性扑翼气动及结构特性的影响规律,有助于比较详细、全面地了解微型扑翼的气动机理,为柔性扑翼的设计提供了参考依据。
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关键词
微型扑翼
气动结构耦合
雷诺平均
NAVIER-STOKES
结构动力学
非定常气动特性
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Keywords
micro flapping wing
aerodynamic-structural coupling
Reynolds-averaged Navi-er-Stokes
structural dynamics
unsteady aerodynamic characteristics
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名飞翼式客机机翼气动/结构综合优化方法研究
被引量：6
- 3
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作者
宋倩
万志强
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机构
北京航空航天大学
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出处
《民用飞机设计与研究》
2018年第4期6-14,共9页
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基金
国家重点研发计划(2016YFB0200703
2017YFB0503002)
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文摘
针对目前在飞翼客机机翼优化过程中对气动弹性效应考虑不充分、气动/结构耦合不充分的问题,分别对飞翼客机机翼的CFD(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)气动模型、平板气动模型和三维板杆模型进行参数化建模,开展了针对飞翼布局客机机翼的气动/结构综合优化设计的研究,搭建了一套基于Kriging模型的前瞻性设计方法,获得了机翼最优的气动外形和结构构型,在有效降低机翼结构重量的同时,显著地减少了气动阻力。在满足精度及效率的前提下,气动子学科选用亚声速偶极子格网法以及基于Euler方程的CFD方法,结构子学科选用有限元分析方法,优化算法采用遗传算法。
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关键词
飞翼布局
气动弹性
气动/结构耦合
CFD
代理模型
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Keywords
flying wing layout
aeroelasticity
aerodynamic/structural coupling
CFD
surrogate model
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分类号
V221.3
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名高超声速飞机静气动弹性特性分析方法研究
被引量：1
- 4
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作者
唐超
王丹
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机构
沈阳飞机设计研究所
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出处
《飞机设计》
2019年第3期6-12,共7页
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文摘
文中针对高超声速飞机静气动弹性问题的特点,发展了一种兼顾计算精度和效率的气动力计算方法,针对高超声速条件下气动力、热、结构三者结合的机理进行研究,分别建立了高超声速条件下,气动力/热/结构多物理场耦合的静气动弹性分析单向耦合方法和双向耦合方法的计算求解框架。利用该分析方法,针对全机模型进行了典型工况的静气动弹性特性的分析求解,并完成相应气动导数、焦点位移和舵面效率的计算,通过弹性结果与刚性结果进行对比,初步验证了该分析方法的合理性。
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关键词
高超声速
静气动弹性
气动力/热/结构耦合
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Keywords
hypersonic
static aeroelasticity
aerodynamic/thermal/structural coupling
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分类号
V211.47
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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