高超声速飞行器在飞行过程中面临非线性非定常气动载荷、非定常气动加热与热传导、复合材料结构弹性振动等多物理场相互耦合作用的复杂非线性力学环境,本项目通过发展计算流体动力学(CFD)/计算结构动力学(CSD)/计算热动力学(CTD)的时域耦合求解技术,实现非定常非均匀气动加热温度场、非定常气动力及热环境耦合影响下的复合材料结构非线性响应特性的预测,分析多场耦合机理;并基于该时域耦合模型利用降阶模型技术建立非定常气动载荷、非定常热传导及复合材料动态响应的低阶耦合动力学模型,实现高超声速飞行器在多场耦合作用下的稳定性及动态响应的快速预测与分析,为高超声速飞行器的设计及多学科优化提供理论参考和技术支持。
英文主题词Hypersonic aircraft;CFD/CTD/CSD coupled method;aero-thermal-structure coupeld problem;unsteady aerodynamic;nonlinear aero-thermal-elasticity