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旋翼翼型非定常动态失速响应的计算 被引量:9
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作者 宋辰瑶 徐国华 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期461-467,共7页
基于旋翼非定常翼型气动模型,给出了计算分离流和深度失速状态下的翼型非定常升力、俯仰力矩的数值计算方法。该方法采用半经验指数响应公式,利用数值离散方法来求解翼型的非定常法向力和俯仰力矩。分别计算了NACA0012和SC-1095翼型上... 基于旋翼非定常翼型气动模型,给出了计算分离流和深度失速状态下的翼型非定常升力、俯仰力矩的数值计算方法。该方法采用半经验指数响应公式,利用数值离散方法来求解翼型的非定常法向力和俯仰力矩。分别计算了NACA0012和SC-1095翼型上的非定常气动载荷,并与可得到的试验结果进行了对比,验证了方法的有效性。文中还讨论了缩减频率和马赫数对动态失速响应的影响;然后,这个模型被改进以适用于后掠流下的翼型动态失速响应计算,分析了后掠角对翼型动态失速响应的影响。最后,得出了一些结论。 展开更多
关键词 动态失速 非定常气动 后掠流 翼型 旋翼
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仿生飞行器非定常气动优化设计研究进展与挑战 被引量:6
2
作者 肖天航 罗东明 +2 位作者 郑祥明 昂海松 吉爱红 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期80-87,共8页
从气动建模、设计变量参数化和优化方法策略等方面,论述了仿生飞行器非定常气动优化设计技术的应用和发展,总结了不同优化设计方法的优缺点,分析了发展趋势和未来的研究重点,为进一步开展仿生飞行器气动优化设计研究提供参考。
关键词 扑翼 非定常气动 优化设计 仿生飞行器
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基于Jourdain原理和有限元离散的浮式风机动力响应分析 被引量:5
3
作者 刘利琴 肖昌水 +1 位作者 郭颖 李焱 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期309-317,共9页
为了研究海上浮式风机动力特性,揭示旋转叶片“动力刚化”现象,本文基于一致质量有限元法和Jourdain速度变分原理,建立浮式风机刚-柔耦合多体系统动力学模型。采用叶素动量理论计算非定常气动弹性载荷,编制浮式风力机系统的Matlab仿真... 为了研究海上浮式风机动力特性,揭示旋转叶片“动力刚化”现象,本文基于一致质量有限元法和Jourdain速度变分原理,建立浮式风机刚-柔耦合多体系统动力学模型。采用叶素动量理论计算非定常气动弹性载荷,编制浮式风力机系统的Matlab仿真程序。结果表明:旋转叶片刚度随转速增大而增大;叶片挥舞以波浪频率和气动频率1P响应为主,并存在二者的耦合频率以及2P、3P响应;浮式基础运动几乎只有波频响应,气动载荷对基础振荡幅值贡献非常小。 展开更多
关键词 浮式风机 动力刚化 非定常气动 刚柔耦合 有限元法 速度变分原理 动态失速 数值仿真
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含非线性连接的折叠舵全时域多学科耦合分析方法及应用
4
作者 张程 任浩源 +1 位作者 史泰龙 戴雯迪 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期115-126,共12页
飞行器为了缩减储运空间,广泛采用折叠舵面构型。针对含非线性连接的折叠舵动力学系统,基于Mindlin板方程对舵面结构进行建模,采用三阶活塞理论推导了非定常气动力模型,运用Newmark方法和牛顿法迭代法求解了含非线性边界的舵面位移时域... 飞行器为了缩减储运空间,广泛采用折叠舵面构型。针对含非线性连接的折叠舵动力学系统,基于Mindlin板方程对舵面结构进行建模,采用三阶活塞理论推导了非定常气动力模型,运用Newmark方法和牛顿法迭代法求解了含非线性边界的舵面位移时域响应,采用频域法和时域法对飞行器折叠舵面的气动弹性稳定性和位移响应进行分析,讨论了折叠机构非线性类型和模型参数对气动弹性行为的影响。研究结果表明:建立舵面模型的固有频率和非定常响应结果与商业有限元结果的偏差小于2.2%,具有较好的一致性,验证了结构动力学模型的正确性;对于多项式非线性连接刚度,在临界速度条件下表现为收敛趋势;对于间隙非线性和双线性连接刚度,在临界速度条件下表现为渐发散趋势,在0.5°间隙条件下,双线性刚度的振动幅值显著小于间隙刚度的幅值,说明在间隙折叠机构内预置扭簧能够显著降低振动响应;对于非对称混合非线性刚度,在临界速度条件下表现为渐发散趋势。该方法对飞行器流固耦合问题研究以及飞行条件下含非线性连接的折叠舵面振动响应评估具有一定指导作用。 展开更多
关键词 折叠舵 气动弹性 非定常气动 多场耦合 动力学响应
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近程/末端防御旋转导弹发展及关键技术综述 被引量:4
5
作者 王波兰 李克勇 杨永强 《上海航天》 CSCD 2017年第S1期1-6,共6页
对近程/末端防御旋转导弹发展及关键技术进行了综述。介绍了旋转导弹的发展现状,给出了先进旋转导弹的采用光电制导体制、对武器系统依赖小,响应快速、抗饱和攻击能力强,抗干扰能力强、拦截概率高,多平台扩展使用方便等主要特点。归纳... 对近程/末端防御旋转导弹发展及关键技术进行了综述。介绍了旋转导弹的发展现状,给出了先进旋转导弹的采用光电制导体制、对武器系统依赖小,响应快速、抗饱和攻击能力强,抗干扰能力强、拦截概率高,多平台扩展使用方便等主要特点。归纳了旋转导弹的通过弹体升级改造进一步提升导弹总体性能、由单模制导向复合制导方向发展、采用新型控制方式扩展旋转导弹的能力、进一步降低旋转导弹的成本,以及导弹武器智能化等发展趋势。讨论了旋转导弹未来发展需突破的大过载设计、非定常气动力预测、多模复合制导、鲁棒自适应控制、智能化,以及低成本设计等关键技术,并分析了相应的技术解决途径。综述对旋转导弹的后续发展有一定的参考价值。 展开更多
关键词 旋转导弹 近程/末端防御 鸭式控制 复合制导 大过载 非定常气动 鲁棒自适应控制 低成本
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基于面元-涡粒子法的螺旋桨气动特性及噪声研究 被引量:1
6
作者 刘乾 刘汉儒 +3 位作者 李家辉 尚珣 陈南树 王掩刚 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期778-786,共9页
为了满足叶轮机械的高效非定常气动仿真需求,发展了耦合面元-涡粒子法和Lowson自由远场声学模型的气动声学快速方法,并应用于某型螺旋桨气动特性和噪声特性的预测研究。气动计算结果表明:与有限体积法(finite volume method,FVM)相比,... 为了满足叶轮机械的高效非定常气动仿真需求,发展了耦合面元-涡粒子法和Lowson自由远场声学模型的气动声学快速方法,并应用于某型螺旋桨气动特性和噪声特性的预测研究。气动计算结果表明:与有限体积法(finite volume method,FVM)相比,使用面元-涡粒子法(panel⁃vortex particle method,PVM)可以获得一致的叶表压力分布、下游尾迹速度分布和推力;相比于二阶的有限体积法,面元-涡粒子法的尾迹涡量数值耗散更低,尾涡附近速度梯度变化更明显。声学计算结果表明:与有限体积法结合Lowson模型的声学结果相比,使用面元-涡粒子法与Lowson模型结合可以解出相近的声压级指向性结果,在声场特征指向位置处(桨盘前轴向夹角60°位置)1BPF(blade passing frequency)下声压级幅值相对误差仅为5%,能满足声学分析需求。在计算耗时方面,面元-涡粒子法求解速度比有限体积法高出一个量级,证实发展的方法能满足分布式电推进系统动力叶轮机械的非定常气动特性和噪声性能的高效预测评估。 展开更多
关键词 面元法 涡粒子法 螺旋桨 非定常气动 气动噪声
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大展弦比柔性机翼的气动弹性分析 被引量:66
7
作者 谢长川 吴志刚 杨超 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期1087-1090,共4页
高空长航时飞机普遍具有大展弦比机翼 ,其气动弹性问题尤为突出 .考虑机翼结构的几何非线性对结构刚度的影响和机翼平面变形对非定常气动力的影响 ,采用准模态的思想进行大变形下的振动工程分析 ,并利用片条理论计算变形机翼的非定常气... 高空长航时飞机普遍具有大展弦比机翼 ,其气动弹性问题尤为突出 .考虑机翼结构的几何非线性对结构刚度的影响和机翼平面变形对非定常气动力的影响 ,采用准模态的思想进行大变形下的振动工程分析 ,并利用片条理论计算变形机翼的非定常气动力 ,然后进行颤振计算 .以某型飞机机翼为例的计算表明 ,随变形幅度增大 。 展开更多
关键词 颤振 气动弹性 几何线性 大展弦比机翼 非定常气动
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海上风力机塔架在风波联合作用下的动力响应数值分析 被引量:49
8
作者 李德源 刘胜祥 张湘伟 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期46-52,共7页
分析海上风力机塔架复杂的外界载荷工况,研究海上风力机圆筒形塔架在随机风载荷和波浪载荷作用下的动力响应数值分析方法。研究作用在圆筒形塔架上的气动力特别是非定常气动力与雷诺数的关系;应用线性波理论来仿真非规则的海浪,分析作... 分析海上风力机塔架复杂的外界载荷工况,研究海上风力机圆筒形塔架在随机风载荷和波浪载荷作用下的动力响应数值分析方法。研究作用在圆筒形塔架上的气动力特别是非定常气动力与雷诺数的关系;应用线性波理论来仿真非规则的海浪,分析作用在圆筒形塔架上的波浪载荷,通过坐标变换,将二维线性波理论扩展为三维线性波理论,相应地,将平面的莫里森(MORISON)波浪力系发展成空间力系,建立波浪力的分析计算模型,以适应三维空间的分析和计算;编制非规则线性波浪力分析程序。用有限元数值分析方法,将圆筒形塔架用空间梁单元建模,求解塔架在风波联合作用下的位移、速度、加速度以及应力响应等。针对一台1.5MW海上风力机塔架动力响应分析的算例表明:为整个海上风力机系统气动弹性分析、风力机塔架振动分析和疲劳寿命分析等提供实用的分析方法。 展开更多
关键词 海上风力机 线性波理论 非定常气动载荷 波浪载荷
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基于大涡模拟的高速列车横风运行安全性研究 被引量:45
9
作者 刘加利 于梦阁 +1 位作者 张继业 张卫华 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期13-21,共9页
结合高速列车空气动力学和多体系统动力学,研究横风对高速列车运行安全性的影响。首先采用大涡模拟计算方法,研究了不同横风风速下高速列车非定常气动载荷的时域及频域特性,列车周围流场结构及相应的非定常流场特性。然后建立高速列车... 结合高速列车空气动力学和多体系统动力学,研究横风对高速列车运行安全性的影响。首先采用大涡模拟计算方法,研究了不同横风风速下高速列车非定常气动载荷的时域及频域特性,列车周围流场结构及相应的非定常流场特性。然后建立高速列车多体系统动力学模型,将得到的气动力作为外加载荷作用于列车上,研究了不同横风风速下定常气动力和非定常气动力对直线上高速列车运行安全性的影响特性,计算结果表明,与定常气动力相比,作用于车身上的非定常气动力使列车的振动加剧。最后参照高速列车的安全运行标准,对高速列车的安全运行进行分析,为横风下高速列车的安全运行提供参考。 展开更多
关键词 高速列车 横风 大涡模拟 非定常气动 运行安全性
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飞机大迎角非定常气动力建模研究进展 被引量:37
10
作者 汪清 钱炜祺 丁娣 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期2331-2347,共17页
准确建立非定常气动力数学模型,是飞机大迎角飞行控制律设计、飞行动力学分析和飞行仿真的基础与前提。鉴于此,对大迎角非定常气动力建模研究进展,包括数学建模方法和人工智能建模方法两类进行了系统综述。其中:数学类建模方法是以对非... 准确建立非定常气动力数学模型,是飞机大迎角飞行控制律设计、飞行动力学分析和飞行仿真的基础与前提。鉴于此,对大迎角非定常气动力建模研究进展,包括数学建模方法和人工智能建模方法两类进行了系统综述。其中:数学类建模方法是以对非定常流动现象和机理认识为基础的,主要有气动导数模型、非线性阶跃响应模型、状态空间模型、微分方程模型、非线性阶跃响应与状态空间混合模型以及迎角速率模型等;人工智能方法回避了复杂流动机理,属于黑箱非线性系统建模,主要有神经网络模型、模糊逻辑模型和支持向量机模型等。对于每种气动力模型,阐述了其建模思路和方法,给出了典型应用情况,并对其特点和局限性作了简要评述。最后,指出了当前大迎角非定常气动力建模研究工作存在的问题和未来研究方向。 展开更多
关键词 大迎角 失速/过失速 非定常气动 气动力模型 风洞试验 飞行试验
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横风下高速列车的非定常气动特性及安全性 被引量:36
11
作者 张亮 张继业 +2 位作者 李田 张亚东 殷中慧 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期124-135,共12页
为研究横风下不同路况(平地、路堤、桥梁)运行时的高速列车非定常气动特性及安全性,基于空气动力学和多体系统动力学理论,建立高速列车空气动力学模型和车辆系统动力学模型。采用分离涡模拟(Detached eddy simulation,DES)方法,计算在... 为研究横风下不同路况(平地、路堤、桥梁)运行时的高速列车非定常气动特性及安全性,基于空气动力学和多体系统动力学理论,建立高速列车空气动力学模型和车辆系统动力学模型。采用分离涡模拟(Detached eddy simulation,DES)方法,计算在横风下运行速度为300 km/h列车的周围流场,风速为17.1 m/s,风向与列车运行方向垂直,得到各路况运行时高速列车车体所受非定常气动力的时域特性、频域特性及列车周围非定常流动结构。根据高速列车整车试验规范,以脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力和轮轨垂向力为安全性指标,分析不同路况下列车的运行安全性。结果表明,横风中列车所受气动载荷存在明显的非定常性,各车辆的气动载荷功率谱密度存在明显峰值,气动载荷主频集中在5 Hz以内;复线路堤背风侧运行列车的安全性最差,其次为复线桥梁迎风侧、复线桥梁背风侧、复线路堤迎风侧、平地。 展开更多
关键词 高速列车 横风 非定常气动 多体系统动力学 功率谱密度
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基于当地流活塞理论的气动弹性计算方法研究 被引量:34
12
作者 张伟伟 叶正寅 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期632-639,共8页
发展了一种高效、高精度的超音速、高超音速非定常气动力计算方法——基于定常CFD技术的当地流活塞理论.运用当地流活塞理论计算非定常气动力,耦合结构运动方程,实现超音速、高超音速气动弹性的时域模拟.运用这种方法计算了一系列非定... 发展了一种高效、高精度的超音速、高超音速非定常气动力计算方法——基于定常CFD技术的当地流活塞理论.运用当地流活塞理论计算非定常气动力,耦合结构运动方程,实现超音速、高超音速气动弹性的时域模拟.运用这种方法计算了一系列非定常气动力算例和颤振算例,并和原始活塞理论、非定常Euler方程结果作了比较.由于局部地使用活塞理论假设,这种方法大大地克服了原始活塞理论对飞行马赫数、翼型厚度和飞行迎角的限制.与非定常Euler方程方法相比,当地流活塞理论的效率很高. 展开更多
关键词 当地流活塞理论 CFD 超音速 高超音速 非定常气动 气动弹性 颤振
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利用N-S方程模拟机翼气动弹性的一种计算方法 被引量:24
13
作者 叶正寅 王刚 +1 位作者 杨永年 杨炳渊 《计算物理》 CSCD 北大核心 2001年第5期397-401,共5页
利用一种双时间方法求解三维非定常N S方程 ,得到与任意非定常运动对应的气动力 ,在求解非定常气动力的同时 ,在时间域内用二阶龙格 库塔方法求解机翼弹性运动方程 ,从而模拟粘性流动中的气动弹性全过程 .为保证网格生成效率 ,采用无... 利用一种双时间方法求解三维非定常N S方程 ,得到与任意非定常运动对应的气动力 ,在求解非定常气动力的同时 ,在时间域内用二阶龙格 库塔方法求解机翼弹性运动方程 ,从而模拟粘性流动中的气动弹性全过程 .为保证网格生成效率 ,采用无限插值理论生成O H型代数网格 ,考虑了机翼变形时的网格生成问题 ,并得到计算结果 . 展开更多
关键词 线性颤振 跨音速流 NAVIER-STOKES方程 机翼 气动弹性 非定常气动 航空
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基于非定常气动力辨识技术的气动弹性数值模拟 被引量:27
14
作者 张伟伟 叶正寅 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期579-583,共5页
选择离散型输入输出差分模型,运用最小二乘方法进行非定常气动力建模,并将辨识得到的降阶模型用于气动弹性的数值模拟。1个马赫数下的颤振临界点的计算仅需调用一次非定常流场求解器。计算精度保持与非定常欧拉方程计算方法相当的同... 选择离散型输入输出差分模型,运用最小二乘方法进行非定常气动力建模,并将辨识得到的降阶模型用于气动弹性的数值模拟。1个马赫数下的颤振临界点的计算仅需调用一次非定常流场求解器。计算精度保持与非定常欧拉方程计算方法相当的同时计算效率提高了1~2个量级。计算了跨声速具有S型颤振边界的气动弹性标准算例-Isogai wing和三维气动弹性标模算例AGARD445.6,辨识模型计算边界与非定常Euler方程计算结果吻合。证明非定常气动力辨识技术可以提供高效的高精度的气动弹性分析。 展开更多
关键词 气动弹性 颤振 非定常气动力辨识 欧拉方程
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大型风力机筒式塔架涡致振动的数值分析 被引量:24
15
作者 李德源 刘胜祥 黄小华 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1432-1437,共6页
应用有限元数值分析方法分析了1.5MW 变速变桨距风电机组圆筒型塔架在非定常气动力作用下的动力学响应。数值计算了塔架的动力特性,考察了风轮及机舱重量对塔架固有频率的影响;研究了作用在圆筒型塔架上的气动力特别是非定常气动力与雷... 应用有限元数值分析方法分析了1.5MW 变速变桨距风电机组圆筒型塔架在非定常气动力作用下的动力学响应。数值计算了塔架的动力特性,考察了风轮及机舱重量对塔架固有频率的影响;研究了作用在圆筒型塔架上的气动力特别是非定常气动力与雷诺数的关系;根据作用在塔架上的气动力,计算了塔顶处横向和顺风向在过临界和超临界条件下的动态位移。计算结果表明:非定常气动力是引起塔架振动的重要原因,研究塔架的动态问题比静态问题更重要。该文的工作也为风力机塔架振动分析和疲劳寿命分析等提供了实用的分析方法。 展开更多
关键词 塔架 非定常气动 动力特性 动力响应
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大跨屋盖结构风致抖振响应研究 被引量:24
16
作者 顾明 周晅毅 黄鹏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第11期37-42,共6页
建立基于非定常风荷载的大跨屋盖结构风致动力响应的试验和分析方法。该方法采用多通道测压系统扩大同步测压点的数目,更全面地获得屋盖表面风压的时空特性,为准确计算结构风致响应奠定了基础。在动力分析方法上应用CQC法计算屋盖结构... 建立基于非定常风荷载的大跨屋盖结构风致动力响应的试验和分析方法。该方法采用多通道测压系统扩大同步测压点的数目,更全面地获得屋盖表面风压的时空特性,为准确计算结构风致响应奠定了基础。在动力分析方法上应用CQC法计算屋盖结构的风振响应,考虑多模态及模态间的耦合影响,编制了结构风致动力效应计算程序SWDP。最后对上海铁路南站工程屋盖结构的抖振响应结果进行了计算和分析。结果表明,采用多通道测压系统可以有效地扩大同步测压点的数目;基于非定常风荷载的CQC方法是计算复杂大跨屋盖结构风振响应的有效方法;背景响应对于总响应的贡献通常是不可忽略的。 展开更多
关键词 大跨屋盖结构 非定常气动 多通道测压系统 CQC法 动力响应
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仿生微型扑翼飞行器中的空气动力学问题研究进展与挑战 被引量:23
17
作者 杨文青 宋笔锋 +1 位作者 宋文萍 陈利丽 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期1-10,共10页
对仿生微型扑翼飞行器相关的空气动力学问题的研究进展进行了综述,并分析了未来发展面临的机遇与挑战。与自然界的飞行生物相比,目前仿生扑翼飞行器的飞行能力还很笨拙,距离高仿生还有较大距离。其中,所涉及的低雷诺数非定常空气动力学... 对仿生微型扑翼飞行器相关的空气动力学问题的研究进展进行了综述,并分析了未来发展面临的机遇与挑战。与自然界的飞行生物相比,目前仿生扑翼飞行器的飞行能力还很笨拙,距离高仿生还有较大距离。其中,所涉及的低雷诺数非定常空气动力学问题成为研究者在深入研究时面临的一个主要难题,关键在于数值模拟和风洞实验均难以准确模拟飞行中的实际状态。具体面临的难题主要包括:(1)仿生微型扑翼飞行器所处的雷诺数为103~105量级,属于对转捩与湍流非常敏感的区域,相关的气动机理复杂;(2)柔性翼在飞行中密切相关的动气动弹性问题;(3)高机动飞行导致的动气动弹性耦合飞行力学问题;(4)扑翼飞行的复杂姿态对飞控系统的挑战及反馈耦合算法的设计等。这些层层深入的多学科耦合难题导致了目前具备的研究手段难以为仿生扑翼飞行器的研究提供定量的分析与改进设计。在解决上述难题的基础上,未来可进一步在高机动灵活飞行姿态方面进行深入研究,对仿生柔性翼的刚度分布开展详细设计,使仿生扑翼飞行器具有像自然界飞行生物一样的主动变形能力,可在复杂的环境下具备高机动飞行能力,最终实现高仿生外形和性能的人造飞鸟或人造飞虫。 展开更多
关键词 微型仿生飞行器 低雷诺数 非定常气动 气动结构耦合 多学科设计
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基于神经网络模型的动态非线性气动力辨识方法 被引量:21
18
作者 王博斌 张伟伟 叶正寅 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1379-1388,共10页
在标准径向基函数(RBF)神经网络模型的基础上发展了带输出反馈的RBF神经网络。将计算流体力学(CFD)方法计算的时域气动载荷作为输入信号,建立跨声速非定常非线性气动力模型,并进一步运用CFD方法验证模型的精度。算例表明带输出反馈的RB... 在标准径向基函数(RBF)神经网络模型的基础上发展了带输出反馈的RBF神经网络。将计算流体力学(CFD)方法计算的时域气动载荷作为输入信号,建立跨声速非定常非线性气动力模型,并进一步运用CFD方法验证模型的精度。算例表明带输出反馈的RBF神经网络较标准RBF神经网络精度更高,能更准确描述跨声速激波大幅振荡时的非线性和非定常特性,并可推广用于多自由度运动的动态非线性气动力建模。用多级信号训练,预测简谐信号输入下的气动力算例表明带输出反馈的RBF神经网络能够预测不同振幅、不同频率的信号激励下的非线性气动力。 展开更多
关键词 非定常气动 线性 神经网络 径向基函数 输出反馈
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地面颤振模拟试验中的非定常气动力模拟 被引量:21
19
作者 许云涛 吴志刚 杨超 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1947-1957,共11页
地面颤振模拟试验作为一种颤振研究的新方法,可以有效地弥补传统气动弹性试验的不足。对地面颤振模拟试验的主要难点,即非定常分布式气动力集成减缩加载的方法开展研究:基于亚声速偶极子格网法和活塞理论建立了亚声速以及超声速翼面的... 地面颤振模拟试验作为一种颤振研究的新方法,可以有效地弥补传统气动弹性试验的不足。对地面颤振模拟试验的主要难点,即非定常分布式气动力集成减缩加载的方法开展研究:基于亚声速偶极子格网法和活塞理论建立了亚声速以及超声速翼面的非定常气动力模型,通过曲面样条插值以及有理函数拟合获得了试验时域减缩气动力;提出以颤振关键模态的振型为优化目标,使用遗传算法搜寻气动力最优减缩位置的优化方法;建立了闭环系统的时域状态空间模型,使用颤振时域仿真结果与频域理论结果进行对比,对比发现二者误差可控制在3%以内。研究结果表明,该文提出的非定常气动力模拟方法可以很好地表征翼面非定常气动力分布特性,可以作为地面颤振模拟试验研究可靠的理论基础。 展开更多
关键词 气动弹性 颤振试验 翼面 非定常气动 模拟
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高速列车不同位置受电弓非定常气动特性研究 被引量:18
20
作者 张亮 张继业 +1 位作者 李田 张卫华 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期147-155,共9页
为研究高速列车不同位置受电弓的非定常气动特性,基于计算流体动力学理论,建立高速列车空气动力学模型。列车模型采用八节编组,包括头车、六节中间车和尾车。受电弓为双弓模型,包括一个升弓和一个降弓,安装于第一节中间车的前端或后端,... 为研究高速列车不同位置受电弓的非定常气动特性,基于计算流体动力学理论,建立高速列车空气动力学模型。列车模型采用八节编组,包括头车、六节中间车和尾车。受电弓为双弓模型,包括一个升弓和一个降弓,安装于第一节中间车的前端或后端,或者安装于第六节中间车的前端或后端。采用分离涡模拟(Detached eddy simulation,DES)方法对明线无横风环境下运行的高速列车周围流场进行数值模拟,列车运行速度为350 km/h,得到高速列车不同位置受电弓受到非定常气动力的时域特性、频域特性以及受电弓周围非定常流场结构。结果表明:受电弓安装位置沿列车纵向向后,受电弓气动阻力和升力的时域均值都呈减小的趋势;升弓开口运行时,受电弓气动升力时域均值都小于闭口运行时,升弓滑板气动升力和侧力的波动幅值也都小于闭口运行时;升弓滑板的升力和侧力波动呈现典型的宽频分布特性,其主要频率位于0~300 Hz范围内。 展开更多
关键词 高速列车 受电弓 非定常气动 计算流体动力学 功率谱密度
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