中文摘要：

本项目主要依靠风洞实验研究，在实验获得的大量数据基础上，结合粘性流动（即Navier-Stokes方程）和无粘流动（即Euler方程）的数值模拟结果，在分析气动力规律的基础上，利用灰色系统理论构造翼型无分离和含分离流条件下的气动力非线性模型，在此基础上研究分离流和附着流的翼型流固耦合基本力学性质差别；研究附着流和含分离流模型中气动力滞后现象（即气动力模型中相应参数）在流固耦合中的影响；以探索传统准定常气动力模型和流固耦合直接数值模拟结果的差别原因，从机理上增加对流固耦合中颤振现象的认识。本项目的研究思路和结果可以为桥梁、建筑等领域含分离流的流固耦合问题研究提供有益的借鉴。

结论摘要：

主要研究了翼型在不同雷诺数、不同迎角的条件下流固耦合动力学行为，尤其是在翼型含分离涡迎角附近的性质。研究工作包括数值模拟和风洞试验两个方面。从大量的数值模拟结果看，发现了重要的物理现象（1）翼型的弹性振动有可能诱发翼型的分离，使得翼型的失速迎角（与纯粹定常流动相比）提前出现，对长期以来计算流体力学计算的翼型失速迎角与实际不符的现象，从一个新角度给出了一种物理解释。（2）在翼型的失速迎角附近，翼型的颤振临界速度有较大幅度的下降，为飞行器大迎角飞行提供了技术指导。（3）对于较低雷诺数的翼型流固耦合问题，由于附面层内粘性作用的增强，导致翼型动态响应出现小气动阻尼现象，与大雷诺数的流固耦合性质有较明显的不同，为高空无人机和微型飞行器的气动弹性问题提供了技术支持。（4）发展了基于气动辨识技术的非定常气动力建模方法，并与结构运动方程耦合计算了流固耦合力学过程，为高效地分析流固耦合力学性质提供了一种工程实用的计算方法。（5）发现了大后掠机翼在大迎角条件下颤振临近速度下降是因为前缘分离涡引起，而且由于结构耦合模态的变化而引起颤振临近速度的突变现象。