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地面颤振模拟试验中的非定常气动力模拟
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:航空学报
  • 时间:2012.8.30
  • 页码:1947-1957
  • 分类:V211.47[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术] V215.34[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金(10902006,91116005)~~
  • 相关项目:高超声速飞行器颤振抑制与试验研究
中文摘要:

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。

英文摘要:

A novel method to determine the flutter speed and frequency i.e.,the ground flutter simulation test,is proposed as a complementary method for traditional aeroelasticity tests.The key challenge of this new technique is the method to reduce the unsteady distributed aerodynamic forces to a few concentrated loads,and this is studied in this paper.The unsteady aerodynamic forces at the subsonic and supersonic Mach numbers of the wings are generated by using the subsonic doublet lattice method and piston theory.Subsequently the time-domain concentrated loads for testing are achieved by the use of the infinite plate spline method and the rational function approximation method.A genetic optimization is carried out to determine the best locations for the reduction of the unsteady aerodynamic forces,which takes the flutter related modes as the optimization objective.State-space modeling of the closed loop system is derived to observe the time-domain flutter results.The time-domain simulation flutter speeds have a very good agreement with the frequency-domain analysis results with an error which can be controlled to within 3%.The study demonstrates that the unsteady aerodynamic simulation method proposed in this paper can represent unsteady distributed aerodynamic forces for the wings and provid ecertain guidance for further ground flutter simulation studies.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
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  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
  • 获奖情况:
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  • 被引量:24676