中文摘要：

针对近空间高超声速巡航飞行器严酷热环境下结构高频声-振耦合响应的预示问题，且鉴于能量有限元方法在预测结构高频域响应的特长，本项目拟开展热环境下声-振耦合结构高频响应分析方法的研究，发展考虑热效应的能量有限元理论；分别考虑热环境引起的材料特性随温度变化、结构热应力对结构能量密度的影响，建立典型结构（如梁、板）新的能量密度控制方程；基于这些控制方程，开发相应的计算程序、建立数值模拟方法，计算分析热环境下结构声-振耦合高频响应特性；设计热环境下声-振响应的试验方法并开展简单结构（平板）的热声-振试验，验证所建立的热声-振耦合高频响应分析方法的正确性。目的是为飞行器热结构设计提供必要的分析手段，从而服务于结构设计。

结论摘要：

近空间高超声速巡航飞行器严酷热环境下结构高频声-振耦合响应的预示是飞行器设计过程中面临的关键问题。本项目的目标是发展热环境下的能量有限元理论，建立典型结构的新的能量控制方程。根据这一目标，我们推导了热环境下各项同性板在热环境下的能量控制方程，其中假设热只影响板的内力。基于得到的能量控制方程的能量有限元离散化格式，开发了相应的计算程序。并研究了热环境下一简支板的高频声振响应特性。通过与模态叠加法及有限元计算结果的对比可见，本项目得到的能量控制方程的正确性，它较好地描述了热环境下简支板高频振动能量的时间与空间均值，且与有限元法相比需要很少的网格数。不同温差下计算的结果表明，热对简支板高频振动响应影响较小。