旋翼振動載荷預(yù)估是直升機(jī)動力學(xué)研究領(lǐng)域的一個難點(diǎn),本文研究穩(wěn)態(tài)飛行狀態(tài)旋翼振動載荷預(yù)估的CFD/CSD耦合分析方法,對于提高旋翼振動載荷的預(yù)估精度具有重要的理論和工程實(shí)用價(jià)值。本文針對旋翼振動載荷CFD/CSD氣彈耦合分析中的關(guān)鍵問題開展研究,重點(diǎn)完成如下幾個方面的工作:（1）旋翼計(jì)算結(jié)構(gòu)動力學(xué)（CSD）模型。基于中等變形梁理論,推導(dǎo)了彈性旋翼槳葉全耦合非線性運(yùn)動方程,考慮槳葉單元內(nèi)部剛度特性和質(zhì)量特性隨局部徑向坐標(biāo)的變化,建立了19自由度高斯梁單元,采用力積分法計(jì)算槳葉剖面振動載荷,形成了非線性旋翼結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型。以此為基礎(chǔ),采用Matlab語言編寫了旋翼槳葉結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析的CSD代碼,用于槳葉模態(tài)計(jì)算、運(yùn)動與變形分析以及結(jié)構(gòu)振動載荷計(jì)算;CSD模塊預(yù)留了I/O接口,用于CFD、CSD之間交換數(shù)據(jù)。（2）旋翼流場CFD建模與求解。提出了適合于旋翼流場CFD網(wǎng)格驅(qū)動的槳葉剛體運(yùn)動與彈性變形描述方法;基于流體分析軟件Fluent平臺,通過可拓展性接口函數(shù)（UDF）開發(fā)了旋翼槳葉剛體與彈性運(yùn)動模擬的C語言程序,采用滑移+動網(wǎng)格的混合運(yùn)動網(wǎng)格技術(shù)實(shí)現(xiàn)旋翼的旋轉(zhuǎn)及揮擺扭剛?cè)狁詈线\(yùn)動,最終建立了... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

槳葉剖面坐標(biāo)系定義1r的表達(dá)式為：

圖 2.3 槳葉剖面運(yùn)動速度圖 2.4 直升機(jī)前飛時(shí)氣流分量內(nèi)，如圖 2.5 所示，由于前飛速度和槳葉旋轉(zhuǎn)的影響，距離度TU 為:cos sin ( )T sU r V r l 是由于槳葉擺振速度在切向方向產(chǎn)生的相對氣流分量。R ：cos cosR sU V

圖 2.4 直升機(jī)前飛時(shí)氣流分量槳盤平面內(nèi)，如圖 2.5 所示，由于前飛速度和槳葉旋轉(zhuǎn)的影響，距離旋轉(zhuǎn)中心的切向速度TU 為:cos sin ( )T sU r V r l 中第三項(xiàng)是由于槳葉擺振速度在切向方向產(chǎn)生的相對氣流分量。向速度RU ：cos cosR sU V

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]旋翼非定常氣動特性CFD模擬的通用運(yùn)動嵌套網(wǎng)格方法[J]. 趙國慶,招啟軍,吳琪.  航空動力學(xué)報(bào). 2015(03)
[2]基于非慣性系的懸停狀態(tài)旋翼CFD/CSD耦合氣動分析[J]. 肖宇,徐國華,招啟軍.  空氣動力學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)
[3]基于升力面自由尾跡的直升機(jī)旋翼懸停性能參數(shù)影響研究[J]. 譚劍鋒,王浩文,林長亮.  航空學(xué)報(bào). 2012(02)
[4]高效確定重疊網(wǎng)格對應(yīng)關(guān)系的距離減縮法及其應(yīng)用[J]. 楊文青,宋筆鋒,宋文萍.  航空學(xué)報(bào). 2009(02)
[5]無軸承旋翼/減擺器的氣動彈性力學(xué)研究[J]. 胡新宇,韓景龍.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(04)
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[7]計(jì)入槳葉運(yùn)動的旋翼CFD網(wǎng)格設(shè)計(jì)技術(shù)[J]. 招啟軍,徐國華.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(03)
[8]直升機(jī)后掠槳尖旋翼氣彈穩(wěn)定性研究[J]. 楊衛(wèi)東,鄧景輝.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(03)
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博士論文
[1]直升機(jī)復(fù)合材料槳葉動力學(xué)減振優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 陳琨.南京航空航天大學(xué) 2014
[2]旋翼柔性多體系統(tǒng)氣動彈性研究[D]. 虞志浩.南京航空航天大學(xué) 2012
[3]基于CFD/CSD耦合的旋翼氣動彈性數(shù)值模擬[D]. 陳龍.南京航空航天大學(xué) 2011
[4]新型槳尖彈性旋翼氣動特性的Navier-Stokes方程數(shù)值模擬[D]. 徐廣.南京航空航天大學(xué) 2010
[5]旋翼非定常自由尾跡及高置信度直升機(jī)飛行力學(xué)建模研究[D]. 李攀.南京航空航天大學(xué) 2010
[6]計(jì)入槳葉結(jié)構(gòu)彈性的新型槳尖旋翼流場數(shù)值模擬研究[D]. 王海.南京航空航天大學(xué) 2010

碩士論文
[1]基于CFD/CSD耦合的旋翼振動載荷預(yù)估方法研究[D]. 李建東.南京航空航天大學(xué) 2015
[2]基于全本征方程的無鉸式旋翼氣動彈性分析方法[D]. 王博.南京航空航天大學(xué) 2015
[3]先進(jìn)幾何外形復(fù)合材料旋翼槳葉彈性剪裁方法研究[D]. 殷啟波.南京航空航天大學(xué) 2014
[4]復(fù)合材料旋翼槳葉參數(shù)化建模與減振優(yōu)化方法研究[D]. 曹冬冬.南京航空航天大學(xué) 2013
[5]旋翼流場及氣動彈性的數(shù)值模擬[D]. 錢凱.南京航空航天大學(xué) 2012
[6]基于CFD/CSD弱耦合的直升機(jī)旋翼氣彈特性研究[D]. 劉成.南京航空航天大學(xué) 2011
[7]旋翼振動載荷計(jì)算與分析[D]. 孫韜.南京航空航天大學(xué) 2010



本文編號：3318724