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飞行器组合及单独动导数数值求解方法研究 被引量:5
1
作者 米百刚 詹浩 樊华羽 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期540-545,共6页
基于CFD方法,对于飞行器的动导数精细单独求解方法进行了研究。以纵向为例,使用基于刚性动网格技术的小幅度强迫俯仰振荡方法来辨识纵向的组合动导数,进一步使用小幅度升沉振动法求解时差动导数以及采用圆环域入口附加线性变化速度的方... 基于CFD方法,对于飞行器的动导数精细单独求解方法进行了研究。以纵向为例,使用基于刚性动网格技术的小幅度强迫俯仰振荡方法来辨识纵向的组合动导数,进一步使用小幅度升沉振动法求解时差动导数以及采用圆环域入口附加线性变化速度的方式来模拟定常拉升运动求解阻尼导数2种方法实现动导数的分开单独求解。对国际动导数标准模型Finner导弹进行了计算验证,纵向力矩系数组合动导数以及各单项动导数值与风洞试验以及文献结果吻合较好,使用通过准定常拉升运动求解阻尼导数实现动导数分开求解的方法具有耗时少、精度高的特点,这些方法都能够推广到横航向,实现各个方向的动导数精细单独模拟,为飞行器动态气动设计提供依据。 展开更多
关键词 组合动导数 阻尼导数 时差导数 计算流体力学
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强迫振动法求解偏航阻尼导数 被引量:5
2
作者 刘伟 瞿章华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期30-32,共3页
求解了非定常薄层近似N-S方程模拟强迫振动条件下的非定常扰动流场,并在Etkin定义下给出偏航阻尼导数Cηγ-Cηβcosα的计算方法和数值积分公式,还给出Ma=10,α=9.847°,19.68°下的计算结果。
关键词 阻尼导数 N-S方程 偏航 强迫振动 飞行力学
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飞行器纵向阻尼动导数直接测量实验研究 被引量:5
3
作者 卜忱 杜希奇 王学俭 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期31-34,共4页
介绍了新研制的"FL-8风洞大幅升沉和俯仰耦合振荡实验系统"及采用该系统产生纯俯仰运动测量飞行器纵向阻尼动导数的试验技术,给出了部分试验结果。实验结果表明,阻尼导数和时差导数在中、大迎角时存在明显的非线性耦合,采用... 介绍了新研制的"FL-8风洞大幅升沉和俯仰耦合振荡实验系统"及采用该系统产生纯俯仰运动测量飞行器纵向阻尼动导数的试验技术,给出了部分试验结果。实验结果表明,阻尼导数和时差导数在中、大迎角时存在明显的非线性耦合,采用纯俯仰运动直接测量的阻尼导数在整个迎角范围内都是合理的。 展开更多
关键词 升沉俯仰耦合 振荡实验系统 纯俯仰运动 阻尼导数 风洞设备
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钝体俯仰阻尼导数数值计算 被引量:12
4
作者 刘伟 张鲁民 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第4期427-435,共9页
分别采用:(1)Euler方程的谐振摄动法;(2)薄层近似的非定常N-S方程模拟有粘扰动流场两种方法计算了钝体外形的高超声速俯仰阻尼导数。通过计算表明:对于复杂外形,方法(1)适用于零攻角附近的流动计算,而方法(2)考虑了流场... 分别采用:(1)Euler方程的谐振摄动法;(2)薄层近似的非定常N-S方程模拟有粘扰动流场两种方法计算了钝体外形的高超声速俯仰阻尼导数。通过计算表明:对于复杂外形,方法(1)适用于零攻角附近的流动计算,而方法(2)考虑了流场的粘性作用,能够应用于一般流态(3<M<20,0<a<20°)的计算。此外,本文发展了文献[6]的动导数转换公式,使之适用于二维转轴情况,并在方法(2)中通过引入“亚迭代”过程提高了非定常流场的计算精度。 展开更多
关键词 非定常流 俯仰阻尼导数 数值计算 N-S方程 钝体
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基于CFD的带控制舵导弹的动导数计算 被引量:10
5
作者 陶洋 范召林 赵忠良 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期102-106,共5页
介绍了基于计算流体动力学(CFD)的阻尼导数预测方法以及其在复杂带控制舵导弹外形的俯仰/滚转阻尼导数预测中的应用.方法采用求解三维非定常ALE(arbitrary Lagrangian-Eulerian)形式RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)方程加湍流模... 介绍了基于计算流体动力学(CFD)的阻尼导数预测方法以及其在复杂带控制舵导弹外形的俯仰/滚转阻尼导数预测中的应用.方法采用求解三维非定常ALE(arbitrary Lagrangian-Eulerian)形式RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)方程加湍流模型的方法得到模型强迫运动的气动力时间历程,再通过绕模型非定常运动过程得到的气动力迟滞曲线计算得到俯仰及滚转阻尼导数.为了验证采用数值方法的正确性,针对基本带翼导弹外形,采用强迫模型按正弦形式振动,计算得到了超声速范围内马赫数从1.5到2.5的俯仰及滚转稳定性参数,通过与风洞试验及弹道数据结果的比较发现,两者吻合较好. 展开更多
关键词 基本带翼导弹 俯仰阻尼导数 滚转阻尼导数 非定常流动
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俯仰阻尼导数分量的CFD数值模拟 被引量:9
6
作者 席柯 阎超 +2 位作者 黄宇 王文 袁武 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期222-227,共6页
提出一种直接求解直接阻尼导数的方法,该方法不仅适用于轴对称外形,也适用于非轴对称外形.数值模拟飞行器的非定常强迫沉浮运动和强迫角振动,并在Etkin的非定常气动力模型基础上,辨识得到飞行器的洗流时差导数和俯仰阻尼导数,研究飞行... 提出一种直接求解直接阻尼导数的方法,该方法不仅适用于轴对称外形,也适用于非轴对称外形.数值模拟飞行器的非定常强迫沉浮运动和强迫角振动,并在Etkin的非定常气动力模型基础上,辨识得到飞行器的洗流时差导数和俯仰阻尼导数,研究飞行器俯仰通道各阻尼导数的数值计算方法.对弹道外形和基本带翼导弹标模外形及Hyflex升力体外形进行研究分析表明,将阻尼导数分量相加得到的俯仰阻尼导数与直接求解强迫角振动得到的俯仰阻尼导数与试验结果吻合很好,各阻尼导数分量随质心位置的变化趋势也与理论预测相符.对于带翼飞行器,超声速条件下,洗流时差导数在俯仰阻尼导数中占主导作用. 展开更多
关键词 计算流体力学 数值模拟 直接阻尼导数 洗流时差导数 俯仰阻尼导数
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带栅格翼导弹超声速阶段滚转阻尼导数的数值研究 被引量:7
7
作者 邓帆 陈少松 陶钢 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期151-156,共6页
滚转阻尼导数是判断导弹动稳定性的重要气动参数。采用求解定常流场的方法,对超声速阶段平板翼翼身组合体和栅格翼翼身组合体的滚转特性进行数值模拟,并与平板翼翼身组合体的实验数据相比,符合较好。计算结果表明,栅格翼的滚转阻尼导数... 滚转阻尼导数是判断导弹动稳定性的重要气动参数。采用求解定常流场的方法,对超声速阶段平板翼翼身组合体和栅格翼翼身组合体的滚转特性进行数值模拟,并与平板翼翼身组合体的实验数据相比,符合较好。计算结果表明,栅格翼的滚转阻尼导数变化复杂,由于弹体背风面分离流和栅格翼翼面失速的影响,滚转阻尼导数随着攻角增加有两次明显转折;平板翼的滚转阻尼导数随着马赫数增加逐渐减小,而栅格翼的滚转阻尼导数随马赫数同样呈现两次转折,在Ma=3.5达到最大值。 展开更多
关键词 航天器结构与设计 栅格翼 滚转阻尼导数 数值模拟
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高超声速滚转阻尼导数数值模拟 被引量:6
8
作者 刘伟 牟斌 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2000年第2期27-29,共3页
采用非定常 Navier-Stokes方程描述物体简谐振动流场 ,并在 Etkin理论下给出绕定轴转动时滚转阻尼导数的计算公式 ,定常流场的计算采用空间二阶精度的交替方向隐式分解的 NND格式 ,非定常流场的计算采用时、空二阶精度的 Runge-Kutta多... 采用非定常 Navier-Stokes方程描述物体简谐振动流场 ,并在 Etkin理论下给出绕定轴转动时滚转阻尼导数的计算公式 ,定常流场的计算采用空间二阶精度的交替方向隐式分解的 NND格式 ,非定常流场的计算采用时、空二阶精度的 Runge-Kutta多步格式 ,采用代数方法生成物体静、动网格。最后给出高超声速下钝体外形滚转阻尼导数的计算结果 ,以及滚转力矩系数随瞬时振幅的变化曲线。 展开更多
关键词 滚转阻尼导数 非定常流 数值模拟 NND格式
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旋转弹体及减旋片滚转阻尼数值模拟 被引量:5
9
作者 赵养正 蒋胜矩 +1 位作者 党明利 朱中根 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1176-1180,共5页
滚转阻尼力矩导数是影响减旋效果的重要参数。采用求解定常流场的计算流体力学方法,对亚跨声速阶段带减旋片翼翼身组合体的滚转阻尼特性进行数值模拟。滚转阻尼力矩导数数值模拟的结果与试验值一致性较好。通过数值结果分析解释了由于... 滚转阻尼力矩导数是影响减旋效果的重要参数。采用求解定常流场的计算流体力学方法,对亚跨声速阶段带减旋片翼翼身组合体的滚转阻尼特性进行数值模拟。滚转阻尼力矩导数数值模拟的结果与试验值一致性较好。通过数值结果分析解释了由于滚转引起的弹翼气流攻角的变化,表面压力的变化,以及附加升力导致的滚转阻尼力矩的形成原因,展示了薄翼片弯折的位置,同时从流场的角度展示了滚转对弹体附近气体流动的影响,以及滚转引起的表面流线的弯曲,螺旋状尾迹。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 滚转阻尼导数 弹体 减旋片 数值模拟
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平衡气体效应对飞行器动态特性的影响研究 被引量:4
10
作者 刘伟 刘君 柳军 《飞行力学》 CSCD 2004年第4期65-68,共4页
通过数值求解N-S方程,模拟升力体外形的强迫振动过程,研究了平衡气体效应对带翼飞行器俯仰阻尼导数的影响。分别在完全气体和平衡气体假定条件下,给出了h=30km,Ma∞=8,α=0°,10°,20°,30°时的俯仰阻尼导数变化的定... 通过数值求解N-S方程,模拟升力体外形的强迫振动过程,研究了平衡气体效应对带翼飞行器俯仰阻尼导数的影响。分别在完全气体和平衡气体假定条件下,给出了h=30km,Ma∞=8,α=0°,10°,20°,30°时的俯仰阻尼导数变化的定量分析结果。 展开更多
关键词 平衡气体效应 俯仰阻尼导数 数值模拟 NAVIER-STOKES方程 升力体
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细长体导弹高速动导数试验技术研究 被引量:3
11
作者 么虹 才义 徐志福 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期214-219,共6页
随着导弹技术的发展,导弹的种类越来越多,细长体导弹不断出现,对高速动导数试验也提出了相应特殊的要求。相比于常规布局导弹,细长体导弹高速动导数试验面临着角度天平无法在模型内腔安装、动态滚转力矩小导致测量精度低等技术问题。为... 随着导弹技术的发展,导弹的种类越来越多,细长体导弹不断出现,对高速动导数试验也提出了相应特殊的要求。相比于常规布局导弹,细长体导弹高速动导数试验面临着角度天平无法在模型内腔安装、动态滚转力矩小导致测量精度低等技术问题。为实现细长体导弹滚转动导数测量,在FL-1风洞中建立了一套滚转动导数测量机构,相比于原始机构,进行了三方面改造:运动转换形式由"导轨"形式变为"内外环"形式、角度天平从模型内腔后移置尾支杆末端、测力天平采用特殊的结构形式设计。试验结果显示,同一模型、不同机构、不同期的重复性试验结果一致性较好,证明了试验机构的可靠性。目前,该装置已成功应用于某长细比达18的导弹型号试验任务,试验精度满足型号要求。 展开更多
关键词 细长体导弹 滚转阻尼导数 精确测量 风洞试验
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栅格翼翼身组合体超声速滚转阻尼特性 被引量:2
12
作者 邓帆 陈少松 王学德 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期58-62,共5页
为了研究栅格翼翼身组合体超声速的滚转阻尼特性,采用求解定常状态N-S方程的方法,对超声速阶段栅格翼翼身组合体在有攻角时的滚转阻尼特性进行了数值研究,并且与平板翼翼身组合体的滚转阻尼特性进行了比较.对平板翼翼身组合体的数值模... 为了研究栅格翼翼身组合体超声速的滚转阻尼特性,采用求解定常状态N-S方程的方法,对超声速阶段栅格翼翼身组合体在有攻角时的滚转阻尼特性进行了数值研究,并且与平板翼翼身组合体的滚转阻尼特性进行了比较.对平板翼翼身组合体的数值模拟结果与实验值的误差较小,该方法可作为研究复杂翼身组合体滚转阻尼特性的数值计算方法.计算结果显示在所研究的攻角范围内,栅格翼翼身组合体的滚转阻尼导数随马赫数的增加出现2次转折,Ma=2.5时出现严重的气流壅塞现象;滚转阻尼导数随攻角的增大而减小,背风面栅格翼受组合体分离流的影响较大. 展开更多
关键词 导弹 栅格翼 滚转阻尼导数 数值模拟
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高超声速钝锥体俯仰阻尼导数影响因素分析 被引量:2
13
作者 赵文文 陈伟芳 +1 位作者 邵纯 石于中 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期43-47,共5页
采用非定常双时间步长方法、刚性旋转动网格技术,结合空间隐式格式数值分析了高超声速钝锥体定常与非定常流场特征,并运用最小二乘法辨识出钝锥体的俯仰阻尼导数。通过与相应的实验数据、工程估算值进行比较,分析并验证了壁面网格雷诺... 采用非定常双时间步长方法、刚性旋转动网格技术,结合空间隐式格式数值分析了高超声速钝锥体定常与非定常流场特征,并运用最小二乘法辨识出钝锥体的俯仰阻尼导数。通过与相应的实验数据、工程估算值进行比较,分析并验证了壁面网格雷诺数、钝头比、攻角与质心位置对钝锥体俯仰阻尼导数的影响。同时采用五种差分格式,其中包含五阶精度WENO与高精度WNND格式,对钝锥体俯仰阻尼导数进行了计算,结果表明不同无粘差分格式对俯仰静导数影响较小,但不同格式之间俯仰动导数结果存在差异,分析认为差分格式之间不同的粘性分辨率应是差异的主要来源。 展开更多
关键词 高超声速 强迫俯仰振荡 N-S方程 俯仰阻尼导数
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球锥体高超声速绕流的俯仰阻尼导数的数值计算 被引量:2
14
作者 牟斌 刘伟 瞿章华 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 2000年第4期5-8,共4页
采用Navier Stokes方程描述球锥体外形非定常振动流场 ,在Etkin理论下给出俯仰阻尼导数的计算公式。对定常流场的计算采用ADI形式的NND格式 ,对非定常流场的计算采用四步Runge Kutta方法 ,并引入变系数残值光顺技术加速收敛。将俯仰阻... 采用Navier Stokes方程描述球锥体外形非定常振动流场 ,在Etkin理论下给出俯仰阻尼导数的计算公式。对定常流场的计算采用ADI形式的NND格式 ,对非定常流场的计算采用四步Runge Kutta方法 ,并引入变系数残值光顺技术加速收敛。将俯仰阻尼导数计算结果与实验及工程计算进行了比较 ,并数值研究了其随振动中心的变化规律。 展开更多
关键词 俯仰阻尼导数 NAVIER STOKES方程 非定常流 数值模拟
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高超声速弹头俯仰动态特性数值研究 被引量:2
15
作者 贺国宏 杨小亮 +1 位作者 赵海洋 刘伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期862-866,共5页
在Etkin的非定常气动力模型基础上,采用非定常Navier-Stokes方程描述高超声速导弹标模外形(HBS)的非定常强迫振动流场,引入采用Power限制器的空间三阶精度PWNND格式进行数值离散,研究HBS在不同攻角下的俯仰阻尼特性,并与实验及牛顿理论... 在Etkin的非定常气动力模型基础上,采用非定常Navier-Stokes方程描述高超声速导弹标模外形(HBS)的非定常强迫振动流场,引入采用Power限制器的空间三阶精度PWNND格式进行数值离散,研究HBS在不同攻角下的俯仰阻尼特性,并与实验及牛顿理论结果进行了对比;同时还研究了包括振动减缩频率、振动振幅及底部流动等因素对HBS俯仰阻尼特性的影响。 展开更多
关键词 流体力学 NAVIER-STOKES方程 非定常流动 数值模拟 俯仰阻尼导数
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类升力体外形俯仰阻尼特性数值研究 被引量:1
16
作者 刘伟 牟斌 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2001年第3期331-337,共7页
采用有限差分方法求解薄层近似的非定常Navier Stokes方程 ,定常流场采用交替方向隐式分解的NND格式 ,非定常流场采用四步Runge Kutta方法 ,在保证时、空二阶精度前提下引入变系数残值光顺技术提高非定常流场计算效率 ,复杂带翼外形的... 采用有限差分方法求解薄层近似的非定常Navier Stokes方程 ,定常流场采用交替方向隐式分解的NND格式 ,非定常流场采用四步Runge Kutta方法 ,在保证时、空二阶精度前提下引入变系数残值光顺技术提高非定常流场计算效率 ,复杂带翼外形的空间网格通过求解抛物化的椭圆型方程生成。 展开更多
关键词 Navier-Stokes方程 非定常流动 数值模拟 俯仰阻尼导数 类升力体外形 导数 Etkin理论 可重复使用运载器 RLV X-33缩比验证机 飞机
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一种高效的组合动导数分量数值模拟算法
17
作者 杨士斌 郭东 +1 位作者 钱宇 李艳萍 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1974-1980,共7页
基于传统网格速度法,发展了在流场网格不变的情况下,数值模拟沉浮运动、纯俯仰运动和俯仰振荡运动的算法,提出了一套直接求解旋转阻尼导数和洗流时差导数的方法,该方法不需要实时更新网格,减少了计算时间和所需内存,避免了负体积的出现... 基于传统网格速度法,发展了在流场网格不变的情况下,数值模拟沉浮运动、纯俯仰运动和俯仰振荡运动的算法,提出了一套直接求解旋转阻尼导数和洗流时差导数的方法,该方法不需要实时更新网格,减少了计算时间和所需内存,避免了负体积的出现。首先通过NACA 0006的阵风响应和NACA 0012翼型的强迫俯仰振荡,验证了程序和方法的正确性;然后数值模拟了BFM(basic finner missile)标准模型的沉浮运动、纯俯仰运动和俯仰振荡运动,并计算了其旋转阻尼导数、洗流时差导数和组合动导数,所得结果与动网格方法和风洞试验值吻合,最大误差不超过4%,进一步验证了该方法的正确性。 展开更多
关键词 组合动导数 洗流时差导数 旋转阻尼导数 计算流体动力学 网格速度法
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CG-01风洞直接阻尼导数试验技术 被引量:1
18
作者 陶福兴 赵养正 +2 位作者 程玉庆 方养田 刘高计 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第6期193-196,共4页
为确定飞机和导弹设计与气动分析时最常用的直接阻尼导数,CG-01风洞试验室建立了强迫振动法测量直接阻尼导数的试验技术。文中描述了强迫振动法的试验原理和数据处理方法,介绍了CG-01风洞设备和数据采集系统,给出了飞机SDM模型的试验结... 为确定飞机和导弹设计与气动分析时最常用的直接阻尼导数,CG-01风洞试验室建立了强迫振动法测量直接阻尼导数的试验技术。文中描述了强迫振动法的试验原理和数据处理方法,介绍了CG-01风洞设备和数据采集系统,给出了飞机SDM模型的试验结果;试验表明CG-01风洞直接阻尼导数试验系统运行稳定可靠,试验结果理想,可满足弹箭兵器和常规飞行器型号研制时的试验需求。 展开更多
关键词 飞机 导弹 直接阻尼导数 强迫振动 CG—01风洞 SDM模型
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飞行器滚转阻尼导数测量试验技术研究 被引量:1
19
作者 梁彬 赵俊波 +2 位作者 付增良 高清 张石玉 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期61-66,共6页
介绍了中国航天空气动力技术研究院针对滚转阻尼导数试验中不同试验要求,为航空航天飞行器开展的多项滚转阻尼导数风洞试验技术研究。针对不同模型,分别采用一体式弹性铰自由振动试验技术、组合式弹性铰自由振动试验技术和基于气浮轴承... 介绍了中国航天空气动力技术研究院针对滚转阻尼导数试验中不同试验要求,为航空航天飞行器开展的多项滚转阻尼导数风洞试验技术研究。针对不同模型,分别采用一体式弹性铰自由振动试验技术、组合式弹性铰自由振动试验技术和基于气浮轴承的自由滚转试验技术进行了多项试验,对机械阻尼特性、试验频率和抗载荷能力等关键性能进行了综合分析和研究。风洞试验结果表明:合理利用各项试验技术进行试验,试验数据大小合理、规律性好;各试验技术能够满足不同的试验振动频率范围,并且体现出了机械阻尼量级的规律性变化。针对不同飞行器外形进行风洞试验时,应结合试验要求和多方面因素选取合适的试验技术和试验方案。 展开更多
关键词 飞行器 滚转阻尼导数 风洞试验技术 弹性铰链 气浮轴承
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风洞自由飞模型俯仰阻尼导数的提取方法
20
作者 何龙德 《气动实验与测量控制》 CSCD 1993年第2期69-73,共5页
本文介绍了提取风洞自由飞模型俯仰阻尼导数的一种方法。使用非线性微分方程对模型姿态角进行参数辩识而得到以瞬时角位移表示的俯仰阻尼导数。假定在每个振动周期内模型阻尼变化小,且阻尼导数对称。使用 Kryloff-Bogoliuboff 方法对瞬... 本文介绍了提取风洞自由飞模型俯仰阻尼导数的一种方法。使用非线性微分方程对模型姿态角进行参数辩识而得到以瞬时角位移表示的俯仰阻尼导数。假定在每个振动周期内模型阻尼变化小,且阻尼导数对称。使用 Kryloff-Bogoliuboff 方法对瞬时阻尼进行平均化处理便给出以角振幅表示的模型俯仰阻尼导数。这种角振幅表示法使模型非线性阻尼导数具有良好的重复性。因此,风洞自由飞模型非线性俯仰阻尼导数表示为角振幅的函数更为合理。而且在实验数据的角振幅变化范围内提供较为可靠的结果。 展开更多
关键词 自由飞风洞 俯仰阻尼导数 数据处理
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