超音速流中二元機翼非線性顫振研究.pdf

1、本文對超音速、高超音速來流下的線性及非線性二元圓弧機翼系統(tǒng)進行了氣動彈性顫振分析。主要內(nèi)容如下： 1、綜述了非線性氣動彈性系統(tǒng)顫振研究的部分成果和最新發(fā)展動態(tài)。 2、基于拉格朗日方程和超音速氣動力的活塞理論建立超音速流中機翼顫振系統(tǒng)的動力學模型，分別采用V-g法和數(shù)值積分法對系統(tǒng)顫振速度進行求解。 3、以一個在俯仰方向帶有初偏間隙非線性剛度的超音速二元機翼為模型，研究非線性氣動彈性系統(tǒng)的雙穩(wěn)定極限環(huán)顫振問題

2、。在二階活塞理論計算非定常氣動力和力矩的基礎上，采用基于KBM法一次漸近解的等效線化分析方法對非線性氣動彈性系統(tǒng)的顫振進行定性分析，得到關于等效線化剛度、顫振速度以及機翼振動幅值的關系耦合圖。根據(jù)耦合圖判斷出在一定的來流速度范圍，系統(tǒng)存在著幅值一大一小的兩個穩(wěn)定極限環(huán)，即系統(tǒng)處于雙穩(wěn)定極限環(huán)顫振。為證明定性分析方法所得結(jié)果的正確性，采用數(shù)值積分法對原非線性方程進行積分，結(jié)果表明，系統(tǒng)存在雙穩(wěn)定極限環(huán)。 4、討論結(jié)構(gòu)非線性和氣動

3、力非線性對氣動彈性系統(tǒng)顫振特性的影響。采用三階活塞理論計算非定常氣動力，研究了在超音速、高超音速來流下結(jié)構(gòu)剛度呈三次立方非線性的二元圓弧機翼的Hopf分叉情況。利用中心流形理論對系統(tǒng)降維，基于后繼函數(shù)法判斷出系統(tǒng)的Hopf分叉點的真假中心及穩(wěn)定性問題。利用變步長龍格一庫塔法對顫振方程進行數(shù)值積分，并結(jié)合分支問題的Liapunov第二方法判斷系統(tǒng)的Hopf分叉現(xiàn)象，結(jié)果表明，來流馬赫數(shù)較低時系統(tǒng)產(chǎn)生超臨界Hopf分叉，顫振極限環(huán)緩慢增大。