基于CFD的機(jī)翼顫振分析.pdf

1、本文利用了Fluent軟件強(qiáng)大的流體計(jì)算功能，通過(guò)其UDF功能來(lái)編寫結(jié)構(gòu)方程和流固耦合程序并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞，從而實(shí)現(xiàn)了利用流固耦合方法來(lái)進(jìn)行氣彈分析，為在時(shí)域內(nèi)分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)的非線性氣動(dòng)彈性響應(yīng)問(wèn)題提供了有效手段，具有重要的工程應(yīng)用意義。 為能正確進(jìn)行氣動(dòng)彈性分析，本文首先對(duì)振蕩翼型的非定常特性進(jìn)行了研究，包括小攻角時(shí)和動(dòng)態(tài)失速時(shí)的非定常氣動(dòng)力計(jì)算，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。攻角較小時(shí)的氣動(dòng)力計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好，超過(guò)失速攻角的

2、氣動(dòng)力計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本趨勢(shì)一致，但是在數(shù)值上有一定的偏差，本文也對(duì)造成這種偏差的可能原因做了分析。然后計(jì)算了不同振幅、折算頻率和雷諾數(shù)等參數(shù)情況下的氣動(dòng)力，并分析了這些參數(shù)對(duì)非定常氣動(dòng)特性的影響。 建立了二維機(jī)翼和三維機(jī)翼的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型，采用流固耦合方法對(duì)二維翼型和三維機(jī)翼的顫振行為進(jìn)行了數(shù)值模擬。對(duì)二維機(jī)翼，首先進(jìn)行了線性顫振計(jì)算，所得結(jié)果與NASTRAN平板氣動(dòng)力模型計(jì)算結(jié)果是一致的；然后對(duì)二維機(jī)翼的失速顫振進(jìn)行了計(jì)

3、算。當(dāng)來(lái)流速度較小時(shí)，響應(yīng)是收斂的；隨著來(lái)流速度增大，機(jī)翼出現(xiàn)極限環(huán)振蕩，而且極限環(huán)的幅值隨著來(lái)流速度的增大而增大；當(dāng)來(lái)流速度增大到一定程度，響應(yīng)發(fā)散。對(duì)三維機(jī)翼，文中只做了線性顫振計(jì)算，得到了顫振邊界，且與NASTRAN計(jì)算得到的結(jié)果是吻合的，另外本文方法也可用于大攻角以及失速等復(fù)雜情況。 本文還對(duì)結(jié)構(gòu)含有間隙非線性的二維機(jī)翼的氣彈響應(yīng)進(jìn)行了分析。分析了來(lái)流速度、初始俯仰角速度、間隙大小、間隙位置、間隙處摩擦力等參數(shù)對(duì)氣彈響應(yīng)