本文關(guān)鍵詞：氣動(dòng)彈性系統(tǒng)本征正交分解降階模型精度的參數(shù)影響研究　出處：《西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)》2016年11期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：為了快速分析跨音速非線性氣彈系統(tǒng)的顫振邊界和響應(yīng)特性,通過本征正交分解(POD)降階方法建立了基于CFD的氣動(dòng)彈性降階模型(ROM)。實(shí)現(xiàn)過程包括對(duì)非線性定常CFD流場(chǎng)的小擾動(dòng)泰勒分解,建立基于CFD的全階線性化模型;再通過POD方法得到流體ROM;耦合結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程構(gòu)成基于CFD的氣彈ROM。以國(guó)際氣彈標(biāo)模AGARD 445.6機(jī)翼為研究對(duì)象,系統(tǒng)研究了ROM建立過程中初始流場(chǎng)、響應(yīng)時(shí)間步長(zhǎng)和樣本數(shù)據(jù)等重要參數(shù)對(duì)于模型精度的影響,并將ROM應(yīng)用于顫振邊界的預(yù)測(cè)。研究表明:作為線性化方程建立的定常流場(chǎng),若收斂性不夠,易導(dǎo)致線性化模型不穩(wěn)定甚至發(fā)散;響應(yīng)計(jì)算中,時(shí)間步長(zhǎng)若選取過大將會(huì)導(dǎo)致數(shù)值振蕩、發(fā)散;為捕捉更多的非線性流場(chǎng)特性,系統(tǒng)激勵(lì)后POD樣本的產(chǎn)生需保證足夠的數(shù)據(jù)采集時(shí)間;所建立的ROM具有同原始非線性CFD/CSD系統(tǒng)同樣的精度,是一個(gè)低維度狀態(tài)空間數(shù)學(xué)模型,可直接用于系統(tǒng)特性分析和顫振抑制等設(shè)計(jì)。相比CFD/CSD耦合計(jì)算,ROM在計(jì)算效率上提高了3~6個(gè)量級(jí)。
[Abstract]:In order to rapidly analyze the flutter boundary and response characteristics of a transonic nonlinear Aeroelastic system. An Aeroelastic order reduction model based on CFD is established by means of the intrinsic orthogonal decomposition (POD) method. The realization process includes the small disturbance Taylor decomposition of the nonlinear steady CFD flow field. The full-order linearization model based on CFD is established. Then the fluid ROM was obtained by POD method. Aeroelastic rom based on CFD is constructed by coupled structural dynamics equation. The initial flow field in the process of establishing ROM is systematically studied by taking the international Aeroelastic model AGARD 445.6 wing as the research object. The effect of response time step size and sample data on the accuracy of the model is discussed. ROM is applied to predict the flutter boundary. The study shows that the steady flow field established as a linear equation is not convergent enough. It is easy to lead to instability and even divergence of linearization model. In response calculation, if the time step is too large, it will cause numerical oscillation and divergence. In order to capture more nonlinear flow field characteristics, the generation of POD samples after system excitation needs to ensure sufficient data acquisition time. The established ROM has the same accuracy as the original nonlinear CFD/CSD system and is a low dimensional state space mathematical model. It can be directly used in the design of system characteristic analysis and flutter suppression. Compared with the CFD/CSD coupling calculation, the computational efficiency of the rom is improved by 3 ~ 6 orders of magnitude.
【作者單位】： 西安交通大學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與振動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;西安交通大學(xué)航天航空學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(11272005;11472206;11371288;11511130053) 陜西省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2016JM1007)
【分類號(hào)】：V211.47
【正文快照】： 飛行器氣動(dòng)彈性研究飛行器結(jié)構(gòu)與氣動(dòng)力相互耦合關(guān)系,是典型的流固耦合振動(dòng)問題。在空氣跨聲速流動(dòng)階段,由于流體的可壓縮性導(dǎo)致激波運(yùn)動(dòng)、渦脫落等強(qiáng)非線性效應(yīng),升力面法、偶極子法等傳統(tǒng)線性化方法很難處理跨聲速階段流體非線性氣動(dòng)力。目前,基于CFD/CSD耦合計(jì)算飛行器的氣

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本文編號(hào)：1410984