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襟翼吹吸气控制技术在二维多段翼型中应用的数值模拟 被引量:9
1
作者 佟增军 刘沛清 段会申 《飞机设计》 2010年第4期10-15,共6页
飞机在增升装置打开的情况下,襟翼后缘流动分离严重,阻碍升力系数的增加,可以采取主动流动控制的方法控制分离,提高升力系数。本文利用FLUENT 6.3.26软件,针对某多段翼,在襟翼上翼面设置吹吸气孔,分别进行吹、吸气控制,通过改变流量和... 飞机在增升装置打开的情况下,襟翼后缘流动分离严重,阻碍升力系数的增加,可以采取主动流动控制的方法控制分离,提高升力系数。本文利用FLUENT 6.3.26软件,针对某多段翼,在襟翼上翼面设置吹吸气孔,分别进行吹、吸气控制,通过改变流量和孔的位置,进行了襟翼上翼面吹、吸气流动控制对二维多段翼型升力性能影响的数值模拟。计算结果表明:应用吹、吸气技术均可获得更高的升力系数,且能延迟边界层的分离;不同的吹吸气孔流量、位置,对多段翼升力增量有不同程度的影响。 展开更多
关键词 吹吸气控制 多段 流动分离 增升
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多段翼积冰的数值模拟及防冰预测 被引量:6
2
作者 钟国 曹义华 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期36-40,共5页
为研究飞行器翼面积冰预测问题,通过对积冰形成机理的分析,提出了基于经典Messinger模型的积冰表面传质传热的改进模型;通过引入对多段翼空气流场的插值计算,建立了多段翼翼面积冰预测模型;考虑防冰系统向翼面控制体带入的等效热功率,... 为研究飞行器翼面积冰预测问题,通过对积冰形成机理的分析,提出了基于经典Messinger模型的积冰表面传质传热的改进模型;通过引入对多段翼空气流场的插值计算,建立了多段翼翼面积冰预测模型;考虑防冰系统向翼面控制体带入的等效热功率,提出了防冰条件下的积冰预测方法.通过对算例的分析对比,数值模拟计算结果与实验数据基本吻合,表明本文提出的结冰计算模型合理,能够用来进行积冰预测分析,为进一步研究翼面结冰后的飞行动力学问题及防除冰系统的设计奠定了基础. 展开更多
关键词 多段 积冰 数值模拟 热气 防冰
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多段翼构型结冰计算方法及结冰影响分析
3
作者 任靖豪 王强 +2 位作者 陈宁立 刘宇 易贤 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期174-188,共15页
为了揭示不同来流条件下多段翼构型表面结冰特性,针对30P30N增升构型开展了结冰数值模拟研究。在计算方法方面,通过引入最小壁面距离,实现了基于拉格朗日方法的高效液滴收集率计算。采用局部网格拓扑重构技术改善了复杂冰形下网格重构... 为了揭示不同来流条件下多段翼构型表面结冰特性,针对30P30N增升构型开展了结冰数值模拟研究。在计算方法方面,通过引入最小壁面距离,实现了基于拉格朗日方法的高效液滴收集率计算。采用局部网格拓扑重构技术改善了复杂冰形下网格重构稳健性差的问题,实现了更加鲁棒的多时间步结冰过程自动化计算能力。基于上述算法,开展了结冰特性及带冰后气动特性模拟,计算结果显示,多段翼结冰区域主要分布在前缘缝翼迎风面、主翼段及襟翼下翼面。在上游部件尾迹的影响下,多段翼表面水滴收集特性呈现显著的动态分布特性。前缘缝翼表面形成的冰角结构及其缝道附近发生的积冰堵塞是导致多段翼构型气动性能退化的主要因素,相比之下襟翼表面结冰对气动特性的影响程度较小。 展开更多
关键词 结冰模拟 多段 拉格朗日法 Myers模型 网格变形
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混合相结冰条件下多段翼的撞击黏附与积冰的数值模拟
4
作者 刘宗辉 卜雪琴 +2 位作者 黄平 林贵平 王毓栋 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI CSCD 2024年第2期202-217,共16页
随着飞机结冰问题研究的深入,混合相结冰问题已经成为研究热点。本文使用了阻力模型、黏附模型和结冰热力学模型来计算混合相结冰条件下的准三维多端翼的结冰情况。首先对多段翼进行了网格划分和空气流场计算。然后进行了数值模拟计算,... 随着飞机结冰问题研究的深入,混合相结冰问题已经成为研究热点。本文使用了阻力模型、黏附模型和结冰热力学模型来计算混合相结冰条件下的准三维多端翼的结冰情况。首先对多段翼进行了网格划分和空气流场计算。然后进行了数值模拟计算,分析了混合相结冰条件下冰晶的撞击、黏附和积冰特征。结果表明,在本研究的条件下,冰晶的黏附质量流量很高,会对飞行安全造成威胁,并且冰晶在溢流水区域也会发生黏附。此外,随着液态水含量(Liquid water content,LWC)与总水含量(Total water content,TWC)比值的升高,冰晶更容易黏附在表面并参与表面结冰。 展开更多
关键词 多段 混合相结冰 撞击模型 黏附模型 结冰热力学模型
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前缘缝翼尾缘喷流对多段翼流场的影响研究 被引量:4
5
作者 杨茵 陈迎春 李栋 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期220-228,共9页
为了研究前缘缝翼尾缘剪切层对多段翼气动性能的影响,通过在前缘缝翼尾缘添加喷流的方式来改变缝翼尾缘处的剪切层。选取不同的喷流流量和流速等参数,利用CFD手段研究了喷流对缝道的速度分布以及多段翼各个翼面气动力的影响。多段翼二... 为了研究前缘缝翼尾缘剪切层对多段翼气动性能的影响,通过在前缘缝翼尾缘添加喷流的方式来改变缝翼尾缘处的剪切层。选取不同的喷流流量和流速等参数,利用CFD手段研究了喷流对缝道的速度分布以及多段翼各个翼面气动力的影响。多段翼二维非定常流场由有限体积法求解的二维非定常雷诺平均Navier-Stokes方程得到。分析结果得到:前缘缝翼尾缘添加喷流后对多段翼各个翼面压力分布和最大升力系数均有较大影响,其中,主翼最大升力系数、总的最大升力系数、前缘缝翼和后缘襟翼升力系数随着喷流动量系数增加而增加。 展开更多
关键词 前缘缝 多段 喷流 最大升力系数 缝道
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过冷大水滴情况下的积冰数值模拟 被引量:4
6
作者 白俊强 李鑫 +1 位作者 华俊 王昆 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期801-811,共11页
提出了一种考虑过冷水滴飞溅和反弹效应的欧拉方法,利用此方法对翼型进行积冰数值模拟。通过求解气体相得到空气流场的速度分布,在速度分布的基础上得到水滴流场,进而得到积冰表面的水滴收集率,通过对积冰表面的每一个控制体求解积冰模... 提出了一种考虑过冷水滴飞溅和反弹效应的欧拉方法,利用此方法对翼型进行积冰数值模拟。通过求解气体相得到空气流场的速度分布,在速度分布的基础上得到水滴流场,进而得到积冰表面的水滴收集率,通过对积冰表面的每一个控制体求解积冰模型得到积冰量。过冷大水滴效应需要特定的飞溅和反弹模型来描述,通过在水滴控制方程中加入源项,并在物面边界处激活对应的源项来模拟过冷大水滴的飞溅和反弹效应。将计算结果和文献中的数据进行对比,结果显示,过冷大水滴情况下考虑飞溅和反弹效应后,计算结果得到了很大的改进,表明飞溅和反弹模型能够很好的模拟水滴和结冰表面的作用机理和二次撞击现象,也证明了飞溅和反弹模型的有效性和可用性。 展开更多
关键词 SLD 积冰生成 飞溅模型 反弹模型 多段
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机翼积冰数值模拟 被引量:4
7
作者 李鑫 白俊强 王昆 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2663-2670,共8页
采用计算流体力学(CFD)方法对三段翼和MS-317后掠翼进行了积冰数值模拟研究,基于欧拉两相流理论,应用分区算法,对空气流场和水滴流场进行了数值求解,得到水滴收集率.求解3-D积冰模型得到积冰量.将MS-317的冰形计算结果与实验数据以及软... 采用计算流体力学(CFD)方法对三段翼和MS-317后掠翼进行了积冰数值模拟研究,基于欧拉两相流理论,应用分区算法,对空气流场和水滴流场进行了数值求解,得到水滴收集率.求解3-D积冰模型得到积冰量.将MS-317的冰形计算结果与实验数据以及软件LEWICE3D的计算结果进行了对比.结果显示:三维积冰模型具有较好的精度,虽然预测的冰形与实验数据有一些差异,最大厚度方面,误差在13.1%以内,但是积冰的类型与体积和实验数据基本一致. 展开更多
关键词 欧拉两相流 飞机积冰 多段 分区算法 多块网格 三维数值模拟
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多段翼多自由度扑翼飞行器气动特性仿真研究 被引量:2
8
作者 杨永刚 顾新冬 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1827-1834,共8页
传统扑翼飞行器模型中机翼多数是二维刚性翼,且上扑、下扑过程完全对称。为进一步改良扑翼机气动特性,利用近似柔性思想,建立多段式机翼,达到近似柔性效果,加入急回特性,延长了下扑时间;并在原有扑动、扭转两个运动的基础上加入弯曲折... 传统扑翼飞行器模型中机翼多数是二维刚性翼,且上扑、下扑过程完全对称。为进一步改良扑翼机气动特性,利用近似柔性思想,建立多段式机翼,达到近似柔性效果,加入急回特性,延长了下扑时间;并在原有扑动、扭转两个运动的基础上加入弯曲折叠运动,提出了一种“扑动-扭转-弯曲折叠”三维模型;将建立的模型导入Xflow,改变扑翼机模型的运动参数,对扑翼飞行器模型进行气动仿真,得出了多段翼多自由度扑翼飞行器升力系数、推力系数与来流速度、扑动频率、机翼初始迎角、内翼扑动幅值之间的非线性关系。 展开更多
关键词 仿鸟扑飞行器 多段 多自由度 近似柔性 气动特性
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多段翼混合边界层改变对流场的影响研究 被引量:2
9
作者 杨茵 陈迎春 李栋 《航空工程进展》 CSCD 2016年第1期30-37,共8页
前缘缝翼尾流与主翼边界层混合的改变对主翼气动力具有重要影响。利用数值模拟手段,通过在前缘缝翼尾缘添加一定动量系数的喷流,改变前缘缝翼尾缘的尾流,进而改变尾流与主翼边界层的混合状况。求解二维多段翼模型30P30N在各个不同喷流... 前缘缝翼尾流与主翼边界层混合的改变对主翼气动力具有重要影响。利用数值模拟手段,通过在前缘缝翼尾缘添加一定动量系数的喷流,改变前缘缝翼尾缘的尾流,进而改变尾流与主翼边界层的混合状况。求解二维多段翼模型30P30N在各个不同喷流条件下的二维非定常流场,结果表明:提高前缘缝翼尾缘喷流的动量系数,将使前缘缝翼尾流和主翼边界层混合开始点后移,提高主翼上表面负压峰值和主翼升力;混合开始点对主翼的负压峰值及升力均有一定的影响;增大来流攻角会抑制前缘缝翼尾流和主翼边界层的混合。 展开更多
关键词 多段 前缘缝尾流 边界层 动量系数 喷流 混合开始点
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多段翼构型的积冰数值模拟 被引量:2
10
作者 张强 高正红 傅林 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1465-1470,共6页
基于非结构网格提出一种针对多段翼构型的积冰数值模拟方法.通过求解气体欧拉方程得到多段翼的绕流流场,基于空气绕流流场的气流速度分布,采用迭代法对水滴控制方程进行数值求解,得到多段翼各翼面的水滴收集特性;采用不同的积冰冻结模... 基于非结构网格提出一种针对多段翼构型的积冰数值模拟方法.通过求解气体欧拉方程得到多段翼的绕流流场,基于空气绕流流场的气流速度分布,采用迭代法对水滴控制方程进行数值求解,得到多段翼各翼面的水滴收集特性;采用不同的积冰冻结模型模拟霜冰和明冰的冻结过程;利用冰层时间推进法模拟积冰过程,基于积冰法向生长假设生成积冰外形.对某典型三段翼霜冰和明冰的结冰情况进行了预测研究,根据多段翼的流场特点提出一种明冰冻结模型的求解思路,并分析了积冰对多段翼性能的影响. 展开更多
关键词 积冰 过冷水滴 多段 非结构网格 两相流 数值模拟
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二维多段翼型缝翼滑轨舱密封件气动力影响数值研究 被引量:1
11
作者 李强 李亚林 +2 位作者 王荣伟 徐康乐 郑隆乾 《科技信息》 2013年第12期461-462,共2页
本文针对二维多段着陆翼型,采用CFD方法研究了有/无缝翼滑轨舱密封件对该翼型气动特性的影响。结果表明:加上密封件以后,密封件部分保持了主翼头部外形,修复了缝道的形状,使整个翼型的流场情况大大好转,有密封件时升力系数恢复很快,而... 本文针对二维多段着陆翼型,采用CFD方法研究了有/无缝翼滑轨舱密封件对该翼型气动特性的影响。结果表明:加上密封件以后,密封件部分保持了主翼头部外形,修复了缝道的形状,使整个翼型的流场情况大大好转,有密封件时升力系数恢复很快,而且阻力系数基本形态与正常外形工况时的阻力水平相当。 展开更多
关键词 多段 滑轨舱 密封件 气动特性
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基于混合求解法的二维多段翼气动噪声特性分析 被引量:1
12
作者 李强 陈迎春 李亚林 《民用飞机设计与研究》 2013年第2期8-12,44,共6页
基于混合求解法,通过对声源区计算域进行分区,研究了二维多段翼不同部件对远场声压级的贡献,给出了声场分布和远场指向性,发现前缘缝翼噪声和主翼尾缘噪声对远场的贡献较小,襟翼后缘噪声的贡献在总声压级中占主导地位,是值得关注的噪声... 基于混合求解法,通过对声源区计算域进行分区,研究了二维多段翼不同部件对远场声压级的贡献,给出了声场分布和远场指向性,发现前缘缝翼噪声和主翼尾缘噪声对远场的贡献较小,襟翼后缘噪声的贡献在总声压级中占主导地位,是值得关注的噪声来源。 展开更多
关键词 计算气动声学 多段 气动噪声 混合求解法
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多段翼型绕流的数值模拟研究 被引量:1
13
作者 高广拓 高军辉 李晓东 《飞机设计》 2008年第2期6-10,共5页
采用C-H型混合的结构化网格,选用W ilcox提出的k-ω模型求解可压的N-S方程,模拟了多段翼型的流场。结果表明:在4°和6°迎角下的非定常计算结果与试验结果的对比,计算结果与试验值吻合的较好。本文应用了亚迭代时间法,正确地描... 采用C-H型混合的结构化网格,选用W ilcox提出的k-ω模型求解可压的N-S方程,模拟了多段翼型的流场。结果表明:在4°和6°迎角下的非定常计算结果与试验结果的对比,计算结果与试验值吻合的较好。本文应用了亚迭代时间法,正确地描述了30P30N多段翼型前缘结构区域的流动特征和流动机理。 展开更多
关键词 多段 k-ω两方程模型 非定常流 亚迭代步
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适用于多迎角结冰试验的混合翼型设计 被引量:1
14
作者 于雷 杨龙 朱东宇 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期66-72,共7页
为突破结冰风洞对翼型模型尺寸的限制,提出了一种新的混合翼型设计方法,可使用一套混合翼型模拟原始翼型在不同迎角下的结冰试验,弥补了以往混合翼型只能在单个设计迎角下使用的缺陷。方法采用多段翼的形式设计混合翼型,以多目标迎角等... 为突破结冰风洞对翼型模型尺寸的限制,提出了一种新的混合翼型设计方法,可使用一套混合翼型模拟原始翼型在不同迎角下的结冰试验,弥补了以往混合翼型只能在单个设计迎角下使用的缺陷。方法采用多段翼的形式设计混合翼型,以多目标迎角等结冰试验条件作为设计输入,优化设计主翼外形和襟翼的位置、偏转角度,利用襟翼位置和偏转角度的变化实现混合翼型和原始翼型前缘表面的压力系数在不同迎角下能够保持一致,继而保证前缘结冰外形的一致性。设计的混合翼型较原始翼型弦长减小接近40%,在冰风洞中对混合翼型和原始翼型在目标结冰条件下进行试验,对比结果显示,在选取的多个目标迎角下,混合翼型和原始翼型二维截面的结冰外形基本一致,提出的混合翼型设计方法能够有效的模拟原始翼型在不同迎角下的结冰外形。 展开更多
关键词 结冰试验 混合 多段 压力系数 N-S方程
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基于NURBS曲线的多段翼成形方法与验证 被引量:1
15
作者 李庆辉 刘沛清 +3 位作者 夏慧 戴佳骅 张雅璇 栾博语 《民用飞机设计与研究》 2021年第1期9-16,共8页
随着民机市场对大型客机的要求不断提高,增升装置的重要性日渐凸显。增升装置可以有效地提高飞机起降阶段的升阻性能。传统增升装置主要包括前缘下垂、前缘缝翼、后缘襟翼等。增升装置外形复杂,设计难度大,设计过程中不仅需要考虑多种... 随着民机市场对大型客机的要求不断提高,增升装置的重要性日渐凸显。增升装置可以有效地提高飞机起降阶段的升阻性能。传统增升装置主要包括前缘下垂、前缘缝翼、后缘襟翼等。增升装置外形复杂,设计难度大,设计过程中不仅需要考虑多种增升装置之间的相互影响,还要考虑如何在不破坏干净构型气动外形的基础上实现增升装置的设计,并且增升装置外形精度对气动性能的影响极大,因此需要对其气动外形参数化设计方法进行研究。一套有效的增升装置气动外形参数化设计方法可以极大提高设计效率,缩减研发成本。基于NURBS曲线的可塑性和可控性,提出一种多段翼切割曲线参数化设计方法,实现了对多种干净构型增升装置的成形设计,并验证了该方法的可行性和通用性。 展开更多
关键词 多段 NURBS曲线 外形设计 成形技术
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多段翼低雷诺数绕流涡-边界层相互干扰 被引量:1
16
作者 王将升 王晋军 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期45-57,共13页
主翼是多段翼构型的主要升力部件,其背风面边界层受到前缘缝翼尾迹中复杂旋涡结构的干扰,此类涡-边界层干扰问题与飞行器的气动力特性密切相关。采用时间解析的粒子图像测速技术对低雷诺数范围内30P30N多段翼构型在不同迎角下的主翼背... 主翼是多段翼构型的主要升力部件,其背风面边界层受到前缘缝翼尾迹中复杂旋涡结构的干扰,此类涡-边界层干扰问题与飞行器的气动力特性密切相关。采用时间解析的粒子图像测速技术对低雷诺数范围内30P30N多段翼构型在不同迎角下的主翼背风面流动开展精细实验测量,结合傅里叶模态分解和有限时间的李亚普诺夫指数流场诊断方法,从时均统计和涡动力学2个角度研究了前缘缝翼尾迹涡与主翼边界层之间的干扰特性并总结了迎角的影响规律。在实验雷诺数下,随着迎角增大,主翼背风面边界层由附着状态转变为大分离状态,前缘缝翼尾迹与主翼边界层之间的混合效应逐渐减弱。涡动力学研究表明,前缘缝翼尾迹涡产生的多频扰动能“浸入”主翼边界层并影响其内部流动结构演化,其中基频和二次谐波扰动激发的“双二次涡”结构在此过程中占据主导。二次涡在涡-边界层干扰中扮演重要角色:一方面,二次涡能将更多尾迹涡扰动注入边界层,促进尾迹与边界层的混合;另一方面,二次涡能将边界层外区的高速流体注入近壁区进而增强边界层抵抗流动分离的能力。随着迎角增大,二次涡的产生位置逐渐沿弦向后移,对主翼前缘附近混合效应的促进作用以及流动分离的抑制作用逐渐降低,最终导致尾迹与边界层之间的混合逐渐减弱、主翼背风面边界层发生大分离。 展开更多
关键词 多段构型 涡-边界层干扰 低雷诺数 水洞实验 时间解析粒子图像测速
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基于弯扭组合梁元的多段折叠翼离散突风响应
17
作者 祁武超 赵传旭 +2 位作者 王猛 田素梅 赵维涛 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期821-828,共8页
基于弯扭组合梁元对大展弦比多段折叠翼的离散突风响应特性进行了研究。首先,将平面一般梁元叠加扭转自由度得到一种新的弯扭组合梁元,建立包含折叠角参数的缩减有限元模型。其次,对片条理论进行修正以得到不同折叠角度下弯扭组合梁元... 基于弯扭组合梁元对大展弦比多段折叠翼的离散突风响应特性进行了研究。首先,将平面一般梁元叠加扭转自由度得到一种新的弯扭组合梁元,建立包含折叠角参数的缩减有限元模型。其次,对片条理论进行修正以得到不同折叠角度下弯扭组合梁元上的气动力,构建多段折叠翼在离散突风作用下的动力学方程。最后,引入Laplace变换处理动力学方程中的积分微分项,得到折叠角对翼尖加速度、翼根弯/扭矩等响应的影响。一个近地面无人机三段式折叠翼的算例结果表明,机翼固有频率会随着折叠角的变化呈现非线性性态,相比舒展状态,折叠角的存在虽不能明显减小翼尖加速度,但能够有效减小翼根弯/扭矩响应。 展开更多
关键词 弯扭组合梁元 多段折叠 离散突风 片条理论
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大展弦比等剖面多段折叠翼颤振特性
18
作者 田素梅 张应鹏 +1 位作者 张贺铭 祁武超 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3200-3210,共11页
对大展弦比多段折叠翼的颤振特性进行研究,使用弯扭组合梁元模拟机翼弯曲和扭转两种变形形态,结合修正的气动片条理论,得到大展弦比机翼不同折叠姿态下的颤振速度和颤振频率数据。考虑到各段机翼折叠角的变化,基于有限元理论建立包含折... 对大展弦比多段折叠翼的颤振特性进行研究,使用弯扭组合梁元模拟机翼弯曲和扭转两种变形形态,结合修正的气动片条理论,得到大展弦比机翼不同折叠姿态下的颤振速度和颤振频率数据。考虑到各段机翼折叠角的变化,基于有限元理论建立包含折叠角参数的结构动力学模型,并通过模态截断将其缩减并解耦。根据Theodorsen非定常气动力理论在频域内修正弯扭组合梁元上的气动升力和俯仰力矩,并基于V-g(V为机翼与未扰空气之间的相对速度,g为人工结构阻尼)法引入人工结构阻尼,对在不同折叠状态下的多段折叠翼进行颤振计算。研究结果表明:机翼结构的固有频率会随着折叠角的变化呈现非线性增长形态,而颤振速度和颤振频率随折叠角的变化规律基本相同,且外侧机翼折叠角的存在可有效提高机翼的颤振速度;当固定最外侧段机翼的折叠角时,机翼段数的增加对颤振速度的影响不明显。 展开更多
关键词 颤振 多段折叠 大展弦比 弯扭组合梁元
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