一、基于N-S方程的弹性机翼载荷分析方法研究（论文文献综述）
雷帅[1]（2021）在《大展弦比复合材料机翼几何非线性静气动弹性研究》文中研究指明高空长航时无人机能够长期执行侦察、监视等重要军用民用任务,对国家经济的繁荣昌盛和国防的现代化建设起着至关重要的作用。为了降低能源消耗、提高气动特性,这种无人机通常采用大展弦比布局,轻质复合材料在机翼重要部件中的使用占比也越来越高,这使得机翼结构的柔性越来越大。这种采用大展弦比结构布局的复合材料机翼受到气动力作用极易产生大的扭转角和变形,从而导致严重的几何非线性气动弹性问题,对飞行器操纵性能和安全性能产生严重影响。几何非线性使得经典的线性静气动弹性分析方法失效。机翼的扭转变形即使发生微小的改变也会对无人机的气动特性产生较大影响。因此,基于流固耦合技术,考虑到大变形带来的几何非线性问题,研究精确高效的静气动弹性求解方法,深入分析几何非线性,复合材料铺层角度、厚度等因素对大展弦比机翼静气动弹性的影响,对高空长航时大展弦比无人机结构设计意义重大。本文主要完成以下几个方面的研究工作:（1）基于松耦合双向CFD/CSD耦合方法,建立准确的几何非线性静气动弹性模拟方法,以标模HIRENASD机翼为研究对象,验证了该数值计算方法的可靠性。（2）建立准确的大展弦比机翼结构模型,对大柔性大展弦比机翼的几何非线性静气动弹性进行数值模拟,研究了几何非线性对大展弦比机翼静气动弹性的影响。（3）建立等厚度大展弦比复合材料机翼模型,对不同迎角下复合材料机翼的结构特性、纵向气动特性及稳定性进行研究,并与等厚度的铝合金材料机翼进行比较。（4）以机翼结构变形小于半翼展的15%为优化目标,以机翼的金属结构部分满足强度条件,机翼的复合材料结构部分满足Tsai-Wu失效条件作为约束条件,采用Screening方法对机翼复合材料结构部分的铺层角度进行优化,然后对优化后机翼的非线性静气动弹性进行模拟仿真,分析了复合材料机翼铺层角度优化后对该机翼纵向气动特性以及稳定性的影响。
雷帅,王军利,李托雷,张文升,冯博琳[2]（2020）在《HIRENASD机翼静气弹问题的数值模拟方法研究》文中研究说明跨音速状态下由于激波、附面层干扰影响,使得流动控制方程非线性,导致线性化的气动弹性分析方法无法准确对机翼静气动弹性进行分析。针对弹性机翼跨声速非线性静气动弹性问题,本文采用三维可压N-S方程为控制方程,基于双向流固耦合分析方法,以HIRENASD机翼为研究对象,对不同攻角、不同Mach数下的静气动弹性变形进行数值模拟,通过仿真分析,得到了不同攻角、Mach数对弹性机翼变形及应力特性的影响规律,并分析了非线性静气动弹性对机翼纵向气动特性的影响,可为相关飞行器的结构设计提供一定的依据。
全景阁[3]（2019）在《分离流中若干气动弹性问题研究》文中研究说明分离流动是航空航天、桥梁船舶、生物化工等众多领域经常会遇见的一种流动现象。分离流的流动结构很复杂,流动具有强烈的非定常、非线性特性,给结构强度和稳定性带来了很大的影响,引起许多复杂的气动弹性问题。现有的针对分离流动的气动弹性研究工作不够深入,对相关气动弹性问题诱导机理的理解还存在不足,缺乏合理的解释。本文针对航空航天领域典型的分离流动,采用非定常气动力与结构动力学相耦合的时域仿真方法,以及基于气动力降阶技术的气动弹性分析方法,开展分离流中的气动弹性问题研究,并对相关复杂气动弹性问题的诱发机理进行分析研究。主要涉及低速大迎角失速流动、大迎角旋涡脱落流动、跨声速激波抖振流动与大迎角三角翼分离旋涡流动。论文主要研究内容如下:（1）研究了振荡翼型大迎角旋涡流动中的锁频现象,开展了锁频特性的研究。针对大迎角状态下的旋涡脱落流动,采用基于雷诺平均的Navier-Stokes方程对NACA0012翼型俯仰方向的简谐运动进行了数值模拟,研究不同形式的结构振动对分离旋涡流动特性的影响。研究中发现了流动的锁频现象,表现为流动特征频率不再是旋涡脱落频率,而是与翼型振荡频率保持一致。锁频存在的范围区间受翼型振荡频率和幅值的影响,呈V形的漏斗状,表现出明显的不对称性。由于旋涡流动的强非线性特性,翼型振荡相位对流动特性也有一定的影响,尤其是处于过渡状态的流动,容易受到振荡相位的影响,流动特性转变为锁频状态。（2）建立了基于气动力降阶技术的翼型大迎角失速颤振气动弹性分析方法,揭示了大迎角失速颤振的诱发机理。针对大迎角失速后、旋涡脱落前的分离流动,使用基于系统辨识的气动力降阶模型,耦合结构运动方程,在状态空间内建立了基于ROM技术的气动弹性分析方法。考虑翼型俯仰自由度的弹性效应,开展了翼型大迎角失速颤振的稳定性分析及诱发机理研究。研究发现,大迎角失速后,流场存在潜在的不稳定流动特征模态。越接近旋涡脱落的临界迎角,流动潜在的不稳定性越强烈,弹性翼型越容易发生气动弹性失稳。翼型大迎角失速颤振的失稳特性中存在模态跃迁现象,流动模态和结构模态相互耦合相互竞争导致系统在不同状态表现出不同的失稳特征。在较大结构固有频率或较高质量比时表现为结构模态失稳,而在较小结构固有频率或较低质量比时则表现为流动模态失稳。大迎角失速颤振的本质是不稳定流动模态和结构模态相互耦合引起的单自由度颤振。（3）通过CFD/CSD耦合方法对跨声速复杂气动弹性现象进行了深入分析,重点针对弹性翼型跨声速抖振流动中出现的锁频现象,开展深入细致的锁频特性研究,以及锁频诱发机理的探索研究。对传统共振诱导锁频的学说提出了质疑,并提出了模态耦合颤振诱发锁频的新观点。研究发现,本文的锁频存在区间已远远偏离典型共振区,不再满足频率接近条件,而且翼型俯仰位移的幅值也没有在频率共振点处达到最大值。而质量比和结构阻尼对锁频区间的影响,也超出了传统共振理论所能解释的范围。本文的锁频现象已无法再用传统共振诱导锁频的机理来解释。在本文的研究结果中发现,远离典型共振区时,翼型的力系数响应曲线呈现流动模态和结构模态相互竞争的局面,系统响应经历强迫振动到自激振动的转变,最终导致结构模态失稳,诱发锁频。由此可见,跨声速抖振中的锁频现象并不是由共振引起的,而是由不稳定流动模态与结构模态相互耦合诱发的单自由度颤振引起的。（4）使用CFD/CSD数值方法系统地研究了三角翼分离涡破裂前和分离涡破裂后的复杂气动弹性问题。为了缓解计算精度和计算效率的矛盾,分别采用不同的气动力求解方法对三角翼分离涡破裂前和分离涡破裂后的气动弹性问题进行研究。采用Euler方法求解分离涡破裂前的气动力,而采用DES方法求解分离涡破后的非定常气动力,然后耦合结构运动方程,进行气动弹性问题研究。研究发现,三角翼主体分离涡破裂前的流动表现出强烈的无黏特性,其气动弹性问题表现为单纯的颤振问题,主要由结构一二阶模态的耦合诱发颤振失稳。而分离涡破裂后的流动具有强烈的气动力非线性,相应的气动弹性问题比较复杂,既存在颤振失稳特性,也存在抖振特性,呈现颤振与抖振博弈的现象。
杨磊[4]（2018）在《空中发射分离过程的动力学问题研究》文中研究指明快速、机动、廉价、可靠的航天器发射技术是未来航天发射活动的发展趋势,空中发射技术正是满足这些特点的发射方式之一,它具有三方面的优势:（1）无需依赖大型的发射基地设施,载机利用普通机场实现起降,在战争条件下具有更强的生存能力;（2）载机相当于一级运载器,可重复利用,而且相比于一级火箭,飞机在20公里高度以下具有很高的气动效率,因此,大幅度降低了发射成本;（3）载机携带航天器可自由地“追逐”发射窗口,提高了发射的灵活性和机动性。然而,在空中发射过程中,飞机和外挂物的分离过程是最重要并且危险的环节,外挂物的轨迹和飞行姿态需要良好的控制,以确保空中发射的成功进行。在传统的空中分离过程模拟中,都不考虑载机在分离期间的机翼弹性运动,由于未来发射的重量越来越大,载机的机翼展弦比越来越大,在分离瞬间的载荷冲击下,载机的机翼弹性运动是一个不容忽视的因素,本文就是围绕这个过程中的动力学问题开展研究,其主要工作如下:1、发展了适用于考虑载机弹性变形运动的外挂物分离过程模拟的CFD/CSD/RBD（CFD:Computational Fluid Dynamics,CSD:Computational Structure Dynamics,RBD:Rigid Body Dynamics）多学科耦合计算方法。该方法基于课题组原有的流固耦合模拟平台,通过添加CFD/CSD/RBD耦合求解模块,实现了弹性体飞行器分离过程中飞行动力学的时域仿真功能,为后续研究提供了技术支持。2、使用CFD/CSD/RBD耦合计算方法,对考虑载机弹性变形的外挂物分离问题进行数值求解,研究载机弹性变形对外挂物动力学响应的影响。研究发现,在机翼动气动弹性变形的影响下,外挂物的刚体运动频率和气动力幅值均有显着的变化。在此基础上,本文研究了外挂物挂载点位置、载机机翼刚度、投放时刻的动压、外挂物翼载荷等参数的影响,并对外挂物动力学响应进行了定性分析。3、运用干扰气动力分解方法,揭示了外挂物干扰气动力各种影响的机理。依据干扰气动力形成因素的不同,将外挂物干扰气动力分解为不同组分,分别运用使用CFD方法、CFD/RBD耦合求解方法、CFD/CSD耦合求解方法及CFD/CSD/RBD耦合计算方法,分离出各组分的干扰气动力,并对各组分气动力相对大小、变化趋势、作用范围及作用机制进行分析,为建立外挂物干扰气动力模型提供理论支持。研究发现:（1）在相对距离较小时,载机弹性动态变形引起的外挂物干扰气动力峰值能占到其总气动力的一半左右,因此,载机机翼的弹性变形在外挂物投放的工程应用中是不可忽视的影响因素;（2）随着相对距离的增加,干扰气动力降低,因载机引起的外挂物干扰气动力的作用范围约为2倍载机平均气动弦长。4、将模糊逻辑方法应用于刚体飞行器非线性气动力建模中,将非定常气动力模型（Unsteady Aerodynamic Model,UAM）同飞行器刚体动力学方程（RBD）耦合,在时域内对UAM/RBD进行耦合求解。研究发现:模糊逻辑模型建模过程的人为干预较小,能够对非线性方程进行较好地建模,且相比于刚体飞行器气动力的线性叠加模型,模糊逻辑模型具有明显的优势,尤其是在处理偏航、滚转等横航向自由度动力学问题时更具兼容性。5、通过使用不同方法,对各组分的气动力分别建模,进而整合得到考虑弹性载机干扰的外挂物气动力模型。将该模型同载机结构动力学方程和外挂物刚体动力学方程耦合,针对弹性载机影响下的外挂物动力学问题,在时域内建立基于气动力模型的飞行器动力学仿真平台。经过验证,本文所发展的纵向UAM/CSD/RBD耦合方法及单一滚转自由度UAM/CSD/RBD耦合方法具有较高的计算精度,在工程研究方面具有一定的应用潜力。6、本文发展了多时间尺度的CFD/CSD/RBD耦合求解方法。该方法将基于CFD的弹性体飞行器非定常气动力降阶模型引入CFD/CSD/RBD耦合求解系统,采用多时间尺度的方法设置物理时间步长。使用CFD/RBD耦合求解的方法计算流场及刚体动力学响应,其时间步长根据刚体模态频率选取;使用UAM/CSD的方法计算弹性变形,冻结流场信息及刚体飞行器的位移和姿态角,时间步长依据弹性体最高阶模态频率选取。经过验证,该方法具有较高的计算精度,同时,相比于直接CFD/CSD/RBD耦合求解方法,计算周期可以降低一个量级。
刘向尧[5]（2018）在《大型客机起落架缓冲性能设计技术研究》文中研究说明飞机起落架的主要功用之一在于吸收并耗散飞机着陆撞击的能量。在大型客机起落架上,实现这一功用的部件是缓冲器。本文从高品质油气式缓冲器设计技术的角度切入,针对大型客机机体弹性的特点,研究了起落架在着陆时垂向和航向的动态特性,完善了在方案设计阶段中缓冲性能设计的研究方法,包括了理论建模、仿真分析和工程估算。本文研究成果对指导起落架缓冲器的设计和分析,提高起落架的缓冲性能具有重要的意义。首先,在起落架的结构动力学的研究领域,机翼和起落架的支柱结构常简化为梁结构,且机翼与机身的连接关系与翼挂结构（如翼吊发动机）均对机翼和起落架的动力学特性有影响。如何解决这类工程问题在先前文献中未见报道。提炼出主要因素,将工程化的问题抽象成理论化的问题。运用了传递矩阵法和参数变异法对Timoshenko梁、Rayleigh梁和Shear梁的横向自由振动模型进行了推导,分析了铰支座、集中质量和转动惯量等复杂边界条件的情形,进而给出了带有复杂边界条件的多跨梁的横向自由振动的一般格式。在其简化的Euler梁的情形下对三个有工程实践意义的模型进行了推导。结果表明,三个模型的频率方程的结果与已有文献的结果相比具有很好的一致性。并运用有限元方法对两个模型进行了算例分析。结果表明,该方法提出的公式计算的一阶频率与有限元方法得出的一阶频率之差小于5%,提出的模型是合理可用的。其次,基于能量法将机体结构等效成Euler梁,通过有限元的建模并分析某大型客机机体的一阶频率,结果表明,二者相差为3.1%。对弹性机体进行了基于等效质量-弹簧-阻尼的建模,对起落架着陆时的受力情况进行了介绍,并对起落架缓冲器内部因密封件引起的摩擦力进行了探讨,进而将起落架着陆模型推广到全机四自由度着陆模型,扩展了原有的着陆动力学模型。将弹性机体的有限元模型导入到动力学仿真程序中进行着陆仿真分析,对机体弹性、模态叠加、安装点位置和翼吊发动机等影响因素进行了分析。结果表明,机体弹性弹性与阻尼吸收在一定程度上耗散了部分飞机着陆功量,令轮胎与缓冲器的吸收功量进一步降低,由此可知,在对弹性机体起落架进行设计的过程中,需要将机体弹性这一因素考虑在内,否则所设计的缓冲器无法全面彰显其作用和性能,极易造成起落架重量增大等相关问题。起落架和外挂如果布置在节线附近,机体的弹性对其工作性能的影响会变小。再次,考虑外筒和轮胎对起转、回弹载荷的影响,建立了起落架航向载荷分析模型,完善了起落架缓冲支柱的刚度计算公式。介绍了起落架的起转、回弹载荷试验,模型计算结果与试验结果比较,二者相差不超5%,验证了模型的正确。研究了起落架起转、回弹载荷的仿真分析方法,对轮胎的径向刚度进行了仿真分析。进行了缓冲支柱的网格划分,进而导入到动力学仿真程序中进行仿真分析,结果表明,随着触台速度或者投放功量的增加,摩擦系数有减小的趋势;不同粗糙度的台面和轮胎规格对起转回弹载荷的大小有影响;随着胎圈着合直径的增大,起转和回弹载荷均有减小。接着对起落架着陆动力学进行了简化建模,通过解析格式对起转、回弹载荷的工程估算方法进行了分析,与目前专业技术手册上的数据进行了对比,其更接近试验数据,说明了其合理性和可用性。然后,围绕起落架缓冲系统参数进行研究,先对现有的起落架缓冲器参数工程估算方法进行了改进。接着对缓冲器参数进行敏感性分析和回归分析,进而基于分析模型进行起落架缓冲性能的多目标的优化分析,结果表明,缓冲支柱力比优化前下降了3.11%;基于代理模型进行起落架航向载荷的优化分析,确定设计参数。此外,基于试验数据对起落架缓冲系统中部分经验参数进行了参数拟合,结果表明,多变指数为1.127,缩流系数为0.839,缓冲系统效率为67.3%,且相应的回归方程的拟合精度很高。最后,将数字化工程的方法,应用到大型客机起落架缓冲系统的方案设计中,开发了参数计算、缓冲性能、二次开发、数据库应用等方面的程序,并给出了在方案设计阶段,大型客机起落架缓冲系统的设计方案。采用程序流图和数据流图对程序进行了说明,运用建模和数据库工具进行了程序建模和数据存储等操作,提高了技术人员在方案设计阶段对缓冲系统的设计效率。
高传强[6]（2018）在《跨声速复杂气动弹性问题的诱发机理及控制研究》文中指出现代飞行器特别是军用飞行器的设计普遍追求高速、高机动和轻量化的要求,遭遇跨声速不稳定分离流的情形越来越多,各种形式的跨声速气动弹性问题日益凸显,并往往成为这类飞行器设计和使用过程中的瓶颈。虽然学术界和工程界已经针对跨声速气动弹性问题开展了诸多研究,但是若干气动弹性现象的诱发机理目前依然没有得到合理的解释,这直接导致了相关问题在型号设计和使用中频繁暴露,严重影响其设计进程和使用寿命。本文从跨声速复杂流动的精细模拟和建模出发,基于CFD/CSD时域仿真和降阶模型方法,建立了适用于气动弹性稳定性问题和响应问题的统一分析方法,并针对跨声速复杂气动弹性问题的诱发机理及其控制进行研究。论文主要研究内容如下:（1）开展了典型跨声速非定常流动的数值模拟,并基于仿真数据和DMD方法开展了抖振流动的失稳特性分析。二维抖振表现为单失稳模式-窄频特性,流动不稳定和非定常特性由激波的弦向振荡主导。三维抖振表现为多失稳模式下的宽频特性,其中的低频响应由激波的弦向和展向运动主导,展向失稳与展长和后掠角等因素引起的三维效应有关;高频响应由翼梢的K-H型失稳引起,但是URANS方法对这种失稳流动模拟能力有限。（2）基于ARX方法和ERA方法,建立了包含全局不稳定跨声速抖振流动在内的非定常气动力降阶模型,两种模型都能较精确地刻画流动的稳定特性随来流攻角和马赫数的变化,预测的抖振边界与CFD计算结果和实验结果吻合较好。耦合结构运动方程,进一步建立了跨声速气动弹性分析模型,该模型可以用于气动弹性稳定性问题和响应问题的统一分析。算例表明,模型分析精度较高,能够满足后续复杂气动弹性问题机理分析的需要。（3）揭示了若干复杂跨声速气动弹性现象的诱发机理。（1）跨声速嗡鸣本质是最不稳定流动模态与结构模态耦合导致的单自由度颤振,其诱发要求流动模态的阻尼足够低,往往在抖振边界附近或低超声速区,同时失稳的结构频率边界由系统的开环极点和零点对应的频率决定。（2）释放结构刚度之后,抖振始发边界会降低,表明传统的通过刚性模型预测抖振边界并进而指导工程设计的分析思路存在一定不足,弹性特征是工程抖振始发边界预测中不可忽略的因素。（3）跨声速抖振流动中的“锁频”现象并不是共振引起的,而是不稳定分离流下诱发的单自由度颤振,系统响应经历强迫振动到自激颤振的转变,这合理的解释了为什么锁频区域可以远离频率重合点,而传统的解耦方法会错误估计危险区间,并低估振动幅值。以上研究加深了对跨声速流动中几种复杂气动弹性问题诱发机理的理解与认识,将对工程实践中如何从根本上解决这些问题提供理论基础和指导。（4）开展了跨声速抖振的主动控制,并提出了一种新颖的被动反馈控制方法。主动控制采用尾缘舵面作为控制机构。首先在CFD仿真框架下,基于谐振舵面的开环控制可以使抖振载荷降低70%左右;采用基于升力系数延迟反馈的闭环控制能够实现抖振的完全抑制,但控制律的获取代价高。其次在降阶模型基础上,建立了升力和力矩系数输出反馈的闭环控制模型,并分别通过极点配置和LQR方法开展控制律设计。研究表明两种方法得到的控制律都能完全抑制抖振载荷,鲁棒性较好,最佳控制参数组合在反共振点处得到。被动反馈控制释放结构俯仰自由度,在适当的结构参数设计基础上,利用流固耦合中的模态吸引效应,通过降低结构模态的稳定性裕量,诱导流动模态特征根从不稳定相空间移动到稳定相空间,进而实现抖振抑制。该过程不需要外界的能量输入,是一种有应用潜力的控制策略。
徐兆可[7]（2018）在《基于连续伴随方法的气动结构多学科设计优化》文中研究指明飞行器的多学科设计优化研究是当前飞行器设计者们关注的重点和热点之一。本文基于非结构网格连续伴随方法开展了飞行器气动结构多学科设计优化的研究:推导和建立了非结构网格连续伴随气动单学科优化方法;发展了一种四边形线性壳单元理论并将其应用于飞行器的静气弹分析中;基于连续伴随方法建立了高拟真度的（high-fidelity）飞行器气动结构多学科设计优化系统。基于非结构网格Euler方程,发展了一套连续伴随气动单学科优化方法。首先基于非结构网格推导出了连续伴随方程及其边界条件,随后建立了连续伴随方程的数值求解系统。连续伴随方程求解的对流通量计算方法包括JST格式和Roe形式的二阶迎风格式,时间离散方法包括显式四步Runge-Kutta格式和隐式LU-SGS（Lower-Upper Symmetric Gauss-Seidel）格式。本文提出的Roe形式的二阶迎风格式和LU-SGS格式提高了计算精度和计算效率。基于MPI实现了流动控制方程和连续伴随方程的并行算法,从而提高了优化设计的计算效率;研究了流动控制方程和连续伴随方程采用相同和不同的空间离散方法对伴随解的影响;参数化方法采用自由形面变形技术,动网格方法为简单易于实现的弹簧网格法,采用的优化算法为序列二次规划方法,可以处理无约束和有约束、线性和非线性的优化问题。与有限差分方法所得梯度进行对比,以验证连续伴随方法所得梯度的精确性。最后对ONERA M6机翼和DPW-W1机翼开展了气动单学科优化设计,对该优化系统的计算结果和计算效率进行了检验。提出了一种四边形线性壳单元理论并将其应用于飞行器的静气弹分析中。该壳单元基于位移和应力合力相互独立的Hellinger-Reissner变分原理,采用解析积分高效计算刚度矩阵,单元节点具有5/6个自由度,能够处理结构模型中壳单元的相交问题。结合该壳单元理论与Euler方程求解器,构造出高拟真度的静气弹分析模型。静气弹分析采用强耦合方法,提高计算效率。采用Intel MKL数学库中的PARDISO求解器求解结构平衡方程,该方法为并行直接求解方法,可高效计算条件数较大的线性方程组。气动结构两学科间数据交换方法为薄平板样条法,动网格方法为鲁棒性高的线弹性动网格方法。随后采用经典算例验证所发展的壳单元模型计算结果的正确性以及对相交问题的处理能力。DPW-W1机翼结构模型为双梁单块式翼面结构,由前后梁、翼肋和蒙皮构成,前后梁分别处于距前缘10%和60%弦长处,20根翼肋沿展向等距分布。最后应用本文的方法对DPW-W1机翼开展了静气弹分析研究。基于连续伴随方法建立了高拟真度的飞行器气动结构多学科设计优化系统。分别开展了考虑静气弹变形的飞行器气动单学科优化设计研究,基于连续伴随方法和有限差分方法的气动结构多学科设计优化研究以及基于单向耦合连续伴随方法的飞行器气动结构多学科设计优化研究。并将刚性机翼气动单学科优化后的外形进行静气弹分析,将分析结果与上述考虑静气弹效应的飞行器设计优化结果进行了对比,结果表明了飞行器设计中进行气动结构多学科设计优化的重要性与必要性。
李治权[8]（2018）在《倾转旋翼机转换和飞机飞行模式下的气弹动力学研究》文中认为倾转旋翼机具有垂直起降、悬停和快速飞行等优点。倾转旋翼机的飞行模式包括直升机飞行模式、转换飞行模式和螺旋桨飞机飞行模式（简称飞机模式）,除了具有直升机和螺旋桨飞机的动力学问题,在转换飞行和飞机飞行模式下,倾转旋翼机会产生强烈的振动问题和气弹稳定性问题。本文针对不同飞行模式的特点,建立倾转旋翼机气弹动力学分析模型,进行气弹动力学计算和分析。在转换飞行模式下,连续前倾的旋翼处在复杂的非定常入流和非定常气动力环境中,本文采用Peters-He非定常入流模型和ONERA非定常气动力模型,并进行旋翼尾迹弯曲修正,建立倾转旋翼气动力模型并进行压缩性和失速修正,模拟转换飞行时旋翼的入流;基于广义Hamilton原理,采用中等变形梁假设,对弹性桨叶和弹性机翼进行有限元建模,考虑各部件之间的惯性耦合和刚柔耦合,推导倾转旋翼机转换飞行模式下的结构动力学方程。在飞机飞行模式下,研究倾转旋翼机机体运动自由度以及全展结构气弹耦合稳定性问题,推导左右两侧旋翼/短舱/机翼系统动力学方程,并在机体重心处进行组装得到用于分析前飞气弹稳定性的全展结构动力学方程。根据所建立的非线性气弹耦合动力学方程,用MATLAB编制计算程序,进行配平和响应计算,并在平衡位置进行线化。采用Floquet理论对线化后的动力学方程进行稳定性求解,计算分析了转换和飞机飞行模式下动力学系统配平输入,各模态响应,各部件气动力和力矩,以及动力学系统稳定性等一系列问题。通过本文建模和计算分析,得出以下主要结论:（1）本文所建立的用于分析转换飞行模式下的倾转旋翼机半展结构气弹动力学模型和飞机飞行模式下的全展结构模型可以准确地计算倾转旋翼机转换和飞机飞行模式下气弹动力学特性,并描述不稳定现象发生时的运动机理。（2）对于倾转旋翼系统,当旋翼倾转时,若保持升力恒定,则总距随旋翼前倾而增大,如总距保持不变,桨盘升力随旋翼前倾而减小。（3）对于倾转旋翼机半展结构模型,旋翼非定常尾迹弯曲动态入流对旋翼升力和扭矩的影响明显,降低各挥舞模态的气动阻尼;由于考虑机翼的弹性变形,非定常尾迹弯曲动态入流对旋翼除升力和扭矩外的其余力和力矩影响相对于孤立旋翼模型较小;随着短舱前倾和前飞速度增加,旋翼轴向入流的量级开始远大于非定常诱导入流,非定常尾迹弯曲动态入流的影响逐渐减小。（4）倾转旋翼机在转换飞行模式下,前飞速度越大,旋翼倾转时失稳发生时所对应的前倾角越小,此时的失稳形式为机翼弦向变形失稳;在飞机飞行模式下,当前飞速度达到前飞临界失稳速度时,倾转旋翼机最终以机翼垂向变形的形式失稳。（5）当考虑机体刚性运动自由度后,降低了倾转旋翼机半展结构的临界失稳速度;全展结构的旋翼和机翼每个模态的运动均存在对称和反对称两种形式,并且每种形式对应的临界失稳速度不同;机翼刚度、短舱安装位置和短舱长度等参数对临界前飞速度会产生不同的影响。采用ONERA非定常气动力模型,改进了倾转旋翼机半展前飞稳定性模型,通过计算表明前飞过程中旋翼所处的非定常气动力环境不可忽略。本文的研究工作主要有以下创新点:（1）建立了倾转旋翼机转换和飞机飞行模式下的气弹动力学模型,系统深入地分析了不同飞行模式下倾转旋翼机的气弹动力学问题。（2）对转换飞行模式下倾转旋翼机的气弹稳定性问题进行深入研究,对转换飞行时的特有动力学问题,如非定常诱导入流、旋翼尾迹弯曲、非定常气动力和翼型压缩性、失速的影响进行研究。（3）对飞机飞行模式下倾转旋翼机的气弹稳定性问题,通过计算绘制旋翼桨毂中心运动轨迹,形象描述了旋翼/短舱/机翼耦合系统回转颤振前后的运动图像,并对传统的前飞稳定性模式进行改进。
谯盛军[9]（2017）在《大展弦比无人机机翼气弹特性及刚度影响研究》文中指出大展弦比无人机是未来发展的一种趋势,目前在国内外受到越来越多人的关注。然而这类飞机的轻质复合材料机翼产生较大的变形,从而引发显着的结构几何非线性特性。使得流体和结构的耦合问题愈发突出,极易引发颤振等一些在气弹设计中颇为关心的问题。针对这种几何非线性特性较为显着的机翼结构,线性计算方法不能获得准确结果。因此,针对该类机翼结构需开展考虑非线性特性的建模技术以及气动弹性计算方法研究。同时考虑到机翼刚度设计不合理会引起扭转发散和颤振等气动弹性问题,还需要开展机翼刚度特性及其对此类机翼静气弹和颤振的影响研究。论文的主要工作和创新点如下:1.提出了一种较为高效的用于结构几何非线性分析的计算方法。在局部坐标系下建立了一种高效的线性4节点薄壳单元,通过引入考虑结构大位移小应变的Co-rotational方法,建立了非线性4节点薄壳单元。计算实例考核了建立的非线性分析方法的有效性。为后续大展弦比复材机翼气弹特性分析提供结构建模技术支持。2.开展机翼非线性静气弹计算方法研究。运用开发的结构几何非线性分析方法开展结构分析,并通过动网格技术实现机翼耦合面的信息传递。通过某型号大展弦比机翼算例验证了方法的适用性。最后研究了机翼因大位移带来的几何非线性对耦合面压力分布以及机翼结构弯曲和扭转变形的影响。3.开展非线性颤振计算方法研究,引入了一个有效的解决三维翼型颤振问题的计算方法。气动和结构耦合面的载荷信息和位移信息通过自编载荷插值和动网格程序实现学科间信息交换。利用AGARD 445.6机翼的颤振模型考核了建立的非线性颤振计算方法和程序的准确性,并将该方法应用于某型号大展弦比复材机翼。4.考虑到大展弦比复合材料机翼的刚度设计不合理将会导致静气弹不稳定性和颤振等气动弹性问题。基于薄壁结构力学相关理论对其进行刚度计算。经过对梁和桁条的布局和几何参数对其刚度及刚心的影响分析,引入了梁和桁条的布局和几何参数等变量关于刚心的灵敏度计算公式。5.开展刚度对机翼气弹特性的影响研究。对两种不同刚度分布的机翼分别开展非线性静气弹和颤振特性计算。通过对比两者在静气弹变形、压力分布、升力、升阻比以及颤振临界速度等方面的计算结果,确定刚度对气弹特性的影响程度。实现此类机翼气动弹性和刚度的综合设计。
杨磊,叶正寅,武洁[10]（2016）在《弹性载机对外挂物动力学响应的影响》文中提出在外挂物投放过程中,载机对外挂物具有气动干扰效应,产生附加气动力.对于弹性机翼,在外挂物分离投放时,相当于给机翼一个初始扰动,机翼将发生弹性振动,该振动也会对外挂物带来气动干扰效应.通过耦合求解非定常N-S方程刚体六自由度方程和基于模态法的结构动力学方程,对考虑弹性变形的载机外挂物分离投放过程进行模拟,研究了弹性机翼对外挂物的气动干扰效应.研究结果表明:在外挂物分离初期,弹性机翼的干扰对外挂物气动力响应产生显着影响,机翼的主要结构模态频率决定了外挂物气动力的变化频率,并且由载机机翼动弹性变形引起的干扰气动力能占到外挂物总气动力的一半左右.
二、基于N-S方程的弹性机翼载荷分析方法研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于N-S方程的弹性机翼载荷分析方法研究（论文提纲范文）
（1）大展弦比复合材料机翼几何非线性静气动弹性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景 |
| 1.2 理论意义和应用价值 |
| 1.3 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.3.1 国内外非线性气动弹性研究现状 |
| 1.3.2 国内外复合材料机翼研究现状 |
| 1.4 本论文主要研究内容 |
| 第2章 几何非线性静气动弹性求解技术 |
| 2.1 几何非线性静气动弹性数值模拟方法 |
| 2.2 流场求解技术 |
| 2.2.1 Navier-Stokes控制方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.3 有限体积空间离散 |
| 2.2.4 时间推进和离散 |
| 2.2.5 初始条件和边界条件 |
| 2.2.6 动网格技术 |
| 2.3 几何非线性结构求解技术 |
| 2.4 耦合技术 |
| 2.5 耦合界面数据传递技术 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 几何非线性对大展弦比机翼静气动弹性的影响 |
| 3.1 几何非线性静气动弹性数值模拟方法验证 |
| 3.1.1 HIRENASD机翼验证模型 |
| 3.1.2 网格划分 |
| 3.1.3 耦合界面数据传递技术验证 |
| 3.1.4 动网格方法的有效性进行验证 |
| 3.1.5 数值计算方法验证 |
| 3.2 大展弦比机翼几何非线性静气动弹性分析 |
| 3.2.1 大展弦比机翼建模及网格划分 |
| 3.2.2 迎角对大展弦比机翼几何非线性静气动弹性变形的影响 |
| 3.2.3 Mach数对大展弦比机翼几何非线性静气动弹性变形的影响 |
| 3.2.4 几何非线性静气动弹性变形对纵向气动特性及稳定性的影响 |
| 3.3 几何非线性对大展弦比机翼静气动弹性的影响 |
| 3.3.1 几何非线性对大展弦比机翼静气动弹性变形的影响 |
| 3.3.2 几何非线性对大展弦比机翼纵向气动特性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 复合材料特性对非线性静气动弹性特性的影响 |
| 4.1 不同材料大展弦比机翼静气动弹性特性对比分析 |
| 4.2 大展弦比复合材料机翼铺层角度优化 |
| 4.2.1 大展弦比复合材料机翼静气动弹性变形 |
| 4.2.2 铺层角度优化的数学模型 |
| 4.2.3 优化结果分析 |
| 4.3 铺层角度对复合材料机翼静气动弹性特性的影响 |
| 4.3.1 铺层角度对机翼静气动弹性的影响 |
| 4.3.2 铺层角度对机翼纵向气动特性对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）HIRENASD机翼静气弹问题的数值模拟方法研究（论文提纲范文）
| 1 计算方法 |
| 1.1 流场求解技术 |
| 1.2 结构求解技术 |
| 2 数值模型和网格生成 |
| 3 数值计算方法验证 |
| 4 跨音速静气动弹性数值模拟分析 |
| 4.1 研究不同攻角对机翼的影响 |
| 4.2 研究不同Mach数对机翼的影响 |
| 5 结 论 |
（3）分离流中若干气动弹性问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 航空航天工程中的分离流动 |
| 1.2 分离流动中的气动弹性问题 |
| 1.2.1 失速颤振 |
| 1.2.2 抖振 |
| 1.2.3 嗡鸣 |
| 1.3 分离流动中的气动弹性研究现状 |
| 1.3.1 分离流中的气动弹性研究方法 |
| 1.3.2 分离流中的气动弹性研究新现象新进展 |
| 1.4 本文研究目的和主要工作 |
| 第二章 数值方法 |
| 2.1 流动控制方程 |
| 2.2 有限体积法 |
| 2.3 湍流模型 |
| 2.3.1 S-A湍流模型 |
| 2.3.2 SSTk-ω湍流模型 |
| 2.4 气动弹性力学控制方程 |
| 2.4.1 气动弹性控制方程 |
| 2.4.2 二维翼型的气动弹性控制方程 |
| 2.4.3 气动弹性力学的分析流程 |
| 2.5 网格变形技术 |
| 2.5.1 弹簧法 |
| 2.5.2 径向基函数插值法 |
| 2.6 算例验证 |
| 2.6.1 NACA0012翼型跨声速简谐运动算例 |
| 2.6.2 圆柱绕流算例 |
| 2.6.3 OAT15A翼型跨声速抖振算例 |
| 2.6.4 二维翼型跨声速气弹算例 |
| 2.6.5 三维超声速舵面颤振算例 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 运动翼型大迎角锁频特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 分离流动算例验证 |
| 3.2.1 翼型动态失速算例 |
| 3.2.2 圆柱绕流锁频算例 |
| 3.3 大迎角分离流动计算 |
| 3.4 运动翼型的大迎角锁频特性 |
| 3.4.1 频率对锁频特性的影响 |
| 3.4.2 幅值对锁频特性的影响 |
| 3.4.3 相位对锁频特性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 弹性翼型大迎角失速颤振研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于系统辨识的气动力降阶方法 |
| 4.2.1 现代系统辨识简介 |
| 4.2.2 非定常气动力系统辨识 |
| 4.2.3 基于ARX模型的气动力辨识 |
| 4.3 基于ROM技术的气动弹性分析方法 |
| 4.3.1 状态空间模型简介 |
| 4.3.2 气动力状态空间模型的建立 |
| 4.3.3 结构状态空间模型的建立 |
| 4.3.4 气动弹性系统状态空间模型的建立 |
| 4.4 翼型低速大迎角非定常气动力辨识 |
| 4.4.1 气动力辨识 |
| 4.4.2 流动特征模态分析 |
| 4.5 翼型大迎角失速颤振研究 |
| 4.5.1 20°迎角时翼型的失速颤振稳定性分析 |
| 4.5.2 翼型大迎角失速颤振的诱发机理研究 |
| 4.5.3 不同迎角下的失速颤振稳定性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 跨声速激波抖振锁频特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 二维翼型单自由度结构运动方程 |
| 5.3 刚性翼型的跨声速抖振特性 |
| 5.4 弹性翼型的跨声速抖振锁频特性 |
| 5.4.1 跨声速抖振中的锁频现象 |
| 5.4.2 质量比对锁频特性的影响 |
| 5.4.3 结构阻尼对锁频特性的影响 |
| 5.4.4 跨声速抖振锁频机理探讨 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 三角翼大迎角气动弹性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 验证算例 |
| 6.3 三角翼大迎角分离流动特性 |
| 6.3.1 几何模型 |
| 6.3.2 不同迎角下的分离流动特性 |
| 6.4 三角翼分离涡破裂前的气动弹性研究 |
| 6.5 三角翼分离涡破裂后的气动弹性研究 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 工作总结与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
| 发表的学术论文 |
| 参加科研情况 |
（4）空中发射分离过程的动力学问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 空中发射的相关基础问题 |
| 1.2.2 空中发射的工程应用 |
| 1.3 空中发射动力学研究存在的不足 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 基于CFD的弹性体飞行器动力学数值计算方法 |
| 2.1 坐标系及坐标变换 |
| 2.1.1 拉格朗日方法与欧拉方法 |
| 2.1.2 RBD常用坐标系 |
| 2.1.3 CFD常用坐标系 |
| 2.2 基于CFD的数值计算方法 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 时间推进方法 |
| 2.2.3 边界条件 |
| 2.2.4 S-A湍流模型 |
| 2.2.5 ONREA M6 机翼定常流场计算 |
| 2.2.6 DLR F6 翼身组合体定常流场计算 |
| 2.2.7 侧向喷流干扰流场的数值模拟 |
| 2.3 动态网格方法 |
| 2.3.1 位移插值方法 |
| 2.3.2 嵌套网格方法 |
| 2.3.3 几何守恒律 |
| 2.4 基于CFD的飞行器六自由度仿真 |
| 2.4.1 控制方程 |
| 2.4.2 时间推进方法 |
| 2.4.3 求解流程 |
| 2.4.4 验证算例 |
| 2.5 基于CFD的结构动力学计算方法 |
| 2.5.1 控制方程 |
| 2.5.2 时间推进方法 |
| 2.5.3 求解流程 |
| 2.5.4 验证算例 |
| 2.6 CFD/CSD/RBD耦合计算方法 |
| 2.6.1 耦合求解策略 |
| 2.6.2 算例 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 广义气动力建模方法 |
| 3.1 广义气动力建模方法 |
| 3.1.1 代数模型 |
| 3.1.2 积分模型 |
| 3.1.3 状态空间模型 |
| 3.1.4 黑箱模型 |
| 3.2 基于ARX模型的弹性体飞行器气动力建模 |
| 3.2.1 建模方法 |
| 3.2.2 算例验证 |
| 3.3 刚体飞行器线性气动力建模方法 |
| 3.3.1 建模方法 |
| 3.3.2 算例验证 |
| 3.4 基于模糊逻辑原理的非线性气动力建模方法 |
| 3.4.1 输出函数 |
| 3.4.2 内部函数 |
| 3.4.3 隶属函数 |
| 3.4.4 模型辨识 |
| 3.4.5 算例验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 外挂物干扰气动力的影响因素分析 |
| 4.1 考虑载机弹性变形的外挂物动力学响应问题 |
| 4.1.1 计算模型及计算状态 |
| 4.1.2 网格收敛性验证 |
| 4.1.3 干扰气动力分析 |
| 4.2 挂载位置对干扰气动力的影响 |
| 4.3 载机机翼刚度对干扰气动力的影响 |
| 4.4 外挂物翼载荷对干扰气动力的影响 |
| 4.5 动压对干扰气动力的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 外挂物干扰气动力的分解及作用机制 |
| 5.1 研究思路及方法 |
| 5.2 因刚体载机引起的干扰气动力 |
| 5.2.1 计算状态 |
| 5.2.2 计算网格 |
| 5.2.3 气动力分析 |
| 5.3 因弹性体载机静气动弹性变形引起的干扰气动力 |
| 5.3.1 计算状态 |
| 5.3.2 模态振型 |
| 5.3.3 气动力分析 |
| 5.4 因弹性体载机动气动弹性响应引起的干扰气动力 |
| 5.4.1 计算状态 |
| 5.4.2 气动力分析 |
| 5.5 气动力组分的定量分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 考虑弹性载机的外挂物纵向动力学建模与仿真 |
| 6.1 考虑弹性载机干扰的外挂物俯仰单自由度动力学建模与仿真 |
| 6.1.1 动力学模型的建立 |
| 6.1.2 基于线化气动力模型的动力学方程 |
| 6.1.3 基于非线性气动力模型的动力学方程组 |
| 6.1.4 算例模型及状态 |
| 6.1.5 气动力模型的辨识与验证 |
| 6.1.6 时域动力学仿真 |
| 6.1.7 建模过程中的时间效率 |
| 6.2 耦合弹性载机影响的外挂物俯仰单自由度动力学建模与仿真 |
| 6.2.1 动力学模型的建立 |
| 6.2.2 基于线化气动力模型的动力学方程 |
| 6.2.3 基于非线性气动力模型的动力学方程组 |
| 6.2.4 气动力模型的辨识与验证 |
| 6.2.5 时域动力学仿真 |
| 6.2.6 建模过程中的时间效率 |
| 6.3 考虑弹性载机干扰的外挂物沉浮/俯仰动力学建模与仿真 |
| 6.3.1 动力学模型的建立 |
| 6.3.2 耦合气动力模型的动力学方程组 |
| 6.3.3 气动力模型的辨识与验证 |
| 6.3.4 时域动力学仿真 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 考虑弹性载机的外挂物横航向动力学建模与仿真 |
| 7.1 考虑弹性载机干扰的外挂物滚转单自由度动力学建模与仿真 |
| 7.1.1 动力学模型的建立 |
| 7.1.2 基于非线性气动力模型的动力学方程组 |
| 7.1.3 气动力模型的辨识与验证 |
| 7.1.4 时域动力学仿真 |
| 7.2 考虑弹性载机干扰的外挂物滚转/侧滑动力学建模与仿真 |
| 7.2.1 动力学模型的建立 |
| 7.2.2 基于非线性气动力模型的动力学方程组 |
| 7.2.3 气动力模型的辨识与验证 |
| 7.2.4 时域动力学仿真 |
| 7.2.5 时域动力学仿真的误差分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 多时间尺度的CFD/CSD/RBD耦合求解策略 |
| 8.1 多时间尺度的CFD/CSD/RBD耦合计算方法 |
| 8.1.1 耦合计算方法 |
| 8.1.2 算例 |
| 8.2 空中发射的动力学仿真 |
| 8.2.1 计算模型及状态 |
| 8.2.2 弹性体载机的广义气动力模型 |
| 8.2.3 太空船刚体动力学仿真的时间收敛性验证 |
| 8.2.4 太空船空中发射分离过程的动力学仿真 |
| 8.3 本章小结 |
| 第九章 总结与展望 |
| 9.1 全文总结 |
| 9.1.1 本文所完成的主要工作 |
| 9.1.2 本文主要创新点 |
| 9.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
（5）大型客机起落架缓冲性能设计技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 起落架缓冲性能设计技术研究现状 |
| 1.2.1 弹性机翼着陆响应机翼模型研究 |
| 1.2.2 工程梁的横向自由振动研究 |
| 1.2.3 计及机体弹性的全机着陆动力学研究 |
| 1.2.4 起落架缓冲器设计技术研究 |
| 1.2.5 计及支柱弹性的起转、回弹载荷研究 |
| 1.2.6 起落架缓冲参数设计技术研究 |
| 1.2.7 起落架缓冲系统的快速设计技术研究 |
| 1.3 本文工作及研究内容 |
| 第二章 弹性机翼对应的工程梁模型及其分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 复杂边界条件下的四种多跨梁的振动模型 |
| 2.2.1 参数变异法的格式 |
| 2.2.2 传递矩阵法的格式 |
| 2.3 模型合理性分析 |
| 2.3.1 理论解比较 |
| 2.3.2 数值解比较 |
| 2.4 铰支座和集中质量的位置对频率的影响 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 弹性机体对着陆响应的影响分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计及阻尼的弹性机体多质量块等效模型 |
| 3.2.1 等效模型的推导 |
| 3.2.2 等效模型的特例 |
| 3.3 基于能量法的等效机体模型 |
| 3.3.1 等效模型的原理 |
| 3.3.2 等效模型的实现 |
| 3.4 全机着陆受力分析 |
| 3.4.1 机体受力分析 |
| 3.4.2 起落架受力分析 |
| 3.5 全机着陆仿真分析 |
| 3.5.1 仿真模型 |
| 3.5.2 仿真分析 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 起落架航向载荷分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 起落架航向载荷分析模型 |
| 4.2.1 分析模型 |
| 4.2.2 航向载荷分析 |
| 4.3 起落架航向载荷试验与仿真 |
| 4.3.1 起落架航向载荷试验 |
| 4.3.2 轮胎有限元模型 |
| 4.3.3 起落架航向动力学仿真分析模型 |
| 4.3.4 仿真分析 |
| 4.4 起落架航向载荷工程估算公式 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 起落架缓冲参数设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计及重心位移的起落架缓冲器参数工程估算方法 |
| 5.3 起落架缓冲参数敏感性分析和回归分析 |
| 5.3.1 参数敏感性分析 |
| 5.3.2 参数回归分析 |
| 5.4 起落架缓冲性能优化设计 |
| 5.4.1 基于分析模型的缓冲性能优化设计 |
| 5.4.2 基于代理模型的航向载荷优化设计 |
| 5.5 起落架缓冲模型的参数拟合 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 快速设计技术在大型客机缓冲系统上的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 大型客机缓冲系统快速设计 |
| 6.3 起落架缓冲系统工程估算 |
| 6.3.1 起落架总体设计的工程估算 |
| 6.3.2 起落架缓冲系统的工程估算 |
| 6.4 缓冲系统零件二次开发 |
| 6.4.1 起落架缓冲系统零件库 |
| 6.4.2 二次开发技术在缓冲系统零件库中的应用 |
| 6.5 缓冲系统知识库程序 |
| 6.5.1 起落架缓冲系统的伴随知识库 |
| 6.5.2 数据库技术在程序中的应用 |
| 6.6 大型客机起落架缓冲系统快速设计方案 |
| 6.7 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 后续研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（6）跨声速复杂气动弹性问题的诱发机理及控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 跨声速复杂流动 |
| §1.2 跨声速气动弹性研究现状 |
| §1.2.1 稳定性问题 |
| §1.2.2 响应问题 |
| §1.2.3 目前研究的局限性 |
| §1.3 跨声速气动弹性控制研究进展 |
| §1.4 本文的研究目的和主要工作 |
| 第二章 跨声速复杂流动的数值模拟 |
| §2.1 数值仿真综述 |
| §2.2 基于非结构网格技术的流动仿真 |
| §2.2.1 流动控制方程及时空离散 |
| §2.2.2 湍流模型 |
| §2.3 跨声速翼型抖振算例验证 |
| §2.3.1 参数敏感性研究 |
| §2.3.2 抖振载荷预测 |
| §2.3.3 抖振边界预测 |
| §2.4 三维跨声速抖振算例验证 |
| §2.4.1 CRM模型介绍 |
| §2.4.2 定常算例验证 |
| §2.4.3 抖振特性分析 |
| §2.5 本章小结 |
| 第三章 流动稳定性分析及建模 |
| §3.1 综述 |
| §3.2 基于DMD技术的流动稳定性分析 |
| §3.2.1 DMD分析方法 |
| §3.2.2 流动的稳定性分析 |
| §3.3 基于ARX模型的不稳定流动建模 |
| §3.3.1 ARX模型及建模过程 |
| §3.3.2 不稳定定常解 |
| §3.3.3 模型辨识 |
| §3.3.4 不稳定系统的截断 |
| §3.4 基于ERA技术的非定常流动建模 |
| §3.4.1 ERA建模方法简介 |
| §3.4.2 模型建立 |
| §3.5 本章小结 |
| 第四章 跨声速气动弹性分析方法及验证 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 CFD/CSD时域耦合求解方法 |
| §4.3 基于ROM的颤/抖振统一分析模型 |
| §4.4 算例验证 |
| §4.4.1 BACT模型 |
| §4.4.2 AGARD Wing 445.6 |
| §4.4.3 NSAP机翼 |
| §4.5 本章小结 |
| 第五章 若干复杂跨声速气动弹性问题机理研究 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 跨声速嗡鸣机理研究 |
| §5.2.1 A/B型嗡鸣机理分析 |
| §5.2.2 C型嗡鸣机理分析 |
| §5.2.3 A/B型和C型嗡鸣的比较和讨论 |
| §5.2.4 结论 |
| §5.3 弹性特征对跨声速抖振始发边界影响 |
| §5.3.1 结构参数影响研究 |
| §5.3.2 抖振边界降低 |
| §5.3.3 结论 |
| §5.4 跨声速抖振锁频及诱发机理 |
| §5.4.1 锁频特性分析 |
| §5.4.2 锁频诱发机理研究 |
| §5.4.3 质量比的影响 |
| §5.4.4 结论 |
| §5.5 本章小结 |
| 第六章 跨声速抖振的主动和被动抑制 |
| §6.1 抖振控制研究综述 |
| §6.2 研究模型及研究方案 |
| §6.3 基于CFD仿真的主动控制 |
| §6.3.1 开环控制 |
| §6.3.2 闭环控制 |
| §6.3.3 结论 |
| §6.4 基于ROM的闭环控制律设计 |
| §6.4.1 极点配置 |
| §6.4.2 LQR控制 |
| §6.4.3 控制律鲁棒性检验 |
| §6.4.4 最优控制律的讨论 |
| §6.4.5 结论 |
| §6.5 被动反馈控制 |
| §6.5.1 控制模型 |
| §6.5.2 控制机理分析 |
| §6.5.3 参数影响研究 |
| §6.5.4 结论 |
| §6.6 本章小结 |
| 第七章 工作总结与展望 |
| §7.1 全文研究工作总结 |
| §7.2 论文主要创新点 |
| §7.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间发表论文及获得奖励 |
（7）基于连续伴随方法的气动结构多学科设计优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究概况 |
| 1.2.1 CFD方法 |
| 1.2.2 外形参数化方法及动网格方法 |
| 1.2.3 气动单学科优化 |
| 1.2.4 气动结构多学科优化 |
| 1.3 本文主要的研究内容 |
| 第二章 流场数值计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 流动控制方程 |
| 2.3 空间离散方法 |
| 2.3.1 双数控制体格点格式 |
| 2.3.2 通量计算 |
| 2.3.3 梯度和限制器计算 |
| 2.3.4 边界条件 |
| 2.4 时间离散方法 |
| 2.4.1 Runge-Kutta格式 |
| 2.4.2 LU-SGS格式 |
| 2.5 并行算法 |
| 2.5.1 分区方法 |
| 2.5.2 隐式LU-SGS并行技术 |
| 2.6 流场算例验证 |
| 2.6.1 ONERA M6 机翼的无粘绕流 |
| 2.6.2 隐式LU-SGS与显式Runge-Kutta格式对比 |
| 2.6.3 MPI并行效率 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 气动单学科连续伴随优化方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 连续伴随方法的基本概念 |
| 3.3 基于非结构网格的连续伴随方法 |
| 3.4 连续伴随方程数值求解 |
| 3.4.1 空间离散方法 |
| 3.4.2 时间离散方法 |
| 3.5 控制方程和伴随方程的空间离散格式选取 |
| 3.6 外形参数化方法与动网格方法 |
| 3.6.1 FFD方法 |
| 3.6.2 弹簧网格法 |
| 3.7 优化算法 |
| 3.8 梯度验证 |
| 3.9 ONERA M6 机翼减阻优化 |
| 3.10 DPW-W1 机翼减阻优化 |
| 3.11 本章小结 |
| 第四章 结构有限元计算方法和静气弹分析方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 四边形线性壳单元 |
| 4.3 静气弹分析 |
| 4.3.1 PARDISO求解器 |
| 4.3.2 耦合方法 |
| 4.3.3 TPS方法 |
| 4.3.4 线弹性动网格 |
| 4.4 壳单元算例验证 |
| 4.4.1 顶部有18°孔的半球壳模型 |
| 4.4.2 悬臂工字梁模型 |
| 4.5 DPW-W1 机翼静气弹分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 气动结构多学科优化系统 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多学科优化方法的比较 |
| 5.3 考虑静气弹变形的气动外形优化 |
| 5.4 基于连续伴随方法和有限差分方法的气动结构多学科设计优化 |
| 5.5 基于单向耦合连续伴随方法的气动结构多学科设计优化 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）倾转旋翼机转换和飞机飞行模式下的气弹动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 倾转旋翼机发展概况 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本文研究主要目的、内容和创新点 |
| 第二章 倾转旋翼机全展气弹耦合动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 坐标系描述 |
| 2.3 倾转旋翼机各部件气弹动力学建模 |
| 2.3.1 弹性桨叶动力学建模 |
| 2.3.2 弹性机翼/短舱动力学建模 |
| 2.3.3 机体动力学建模 |
| 2.3.4 弹性桨叶与机翼的空间有限元离散 |
| 2.3.5 多桨叶坐标系变换 |
| 2.4 旋翼尾迹弯曲的非定常动态入流模型 |
| 2.4.1 Peters-He广义动态入流模型 |
| 2.4.2 旋翼尾迹弯曲动态入流模型 |
| 2.5 基于ONERA非定常气动力模型的旋翼气动力 |
| 2.5.1 翼型气动力载荷 |
| 2.5.2 气动力模型修正 |
| 2.6 机翼气动力建模 |
| 2.7 各部件动力学方程组装 |
| 2.7.1 旋翼/短舱/机翼耦合系统组装 |
| 2.7.2 旋翼/短舱/左侧机翼耦合系统组装 |
| 2.8 气弹动力学方程求解 |
| 2.8.1 模型配平计算 |
| 2.8.2 方程线化处理 |
| 2.8.3 稳定性求解 |
| 2.9 倾转旋翼机气弹动力学分析程序 |
| 2.10 模型说明 |
| 2.10.1 模型中的主要假设 |
| 2.10.2 模型参数无因次化说明 |
| 2.11 本章小结 |
| 第三章 转换飞行时倾转旋翼气弹动力学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 倾转旋翼配平操纵分析 |
| 3.3 倾转旋翼响应分析 |
| 3.4 倾转旋翼气动力/力矩分析 |
| 3.5 倾转旋翼稳定性分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 转换飞行时倾转旋翼机气弹动力学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 转换飞行时倾转旋翼机配平操纵分析 |
| 4.3 转换飞行时倾转旋翼机响应分析 |
| 4.4 转换飞行时倾转旋翼机气动力/力矩分析 |
| 4.5 转换飞行时倾转旋翼机气弹稳定性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 飞机飞行模式下倾转旋翼机气弹稳定性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 飞机飞行模式下倾转旋翼机半展结构气弹稳定性 |
| 5.2.1 飞机飞行模式下倾转旋翼机半展结构动力学建模 |
| 5.2.2 飞机飞行模式下倾转旋翼机半展结构回转颤振与机翼颤振 |
| 5.2.3 回转颤振运动图像 |
| 5.3 飞机飞行模式下倾转旋翼机全展结构气弹稳定性 |
| 5.3.1 系统算例验证 |
| 5.3.2 机体自由度对系统的影响 |
| 5.3.3 全展模型结构稳定性分析 |
| 5.3.4 结构参数对全展结构气弹稳定性影响 |
| 5.4 倾转旋翼机前飞时非定常气弹动力学模型 |
| 5.4.1 倾转旋翼机结构动力学建模 |
| 5.4.2 旋翼非定常气动力建模 |
| 5.4.3 算例分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论和展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文 |
（9）大展弦比无人机机翼气弹特性及刚度影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 机翼的结构几何非线性 |
| 1.3 机翼的非线性气动弹性 |
| 1.4 机翼刚度 |
| 1.5 刚度对机翼气动弹性的影响 |
| 1.6 论文主要研究工作 |
| 第二章 结构几何非线性分析方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 局部变形 |
| 2.2.1 剪应变和面内应变场 |
| 2.2.2 旋转和面内位移场 |
| 2.2.3 面内应变和曲率场 |
| 2.2.4 线性单元刚度矩阵 |
| 2.3 非线性计算方法 |
| 2.3.1 刚体旋转参数化 |
| 2.3.2 转换矩阵 |
| 2.3.3 单元内部力矢和切线刚度矩阵 |
| 2.4 非线性方法程序实现 |
| 2.5 数值算例验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于CFD/CSD的大展弦比复材机翼静气弹特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机翼结构分析 |
| 3.2.1 结构模型 |
| 3.2.2 结果分析 |
| 3.3 机翼流体分析 |
| 3.3.1 流体模型 |
| 3.3.2 结果分析 |
| 3.4 基于CFD/CSD的机翼静气弹分析 |
| 3.4.1 载荷信息传递技术 |
| 3.4.2 网格重生成技术 |
| 3.4.3 结果与讨论 |
| 3.5 机翼静气弹影响分析 |
| 3.5.1 对气动特性的影响 |
| 3.5.2 对结构的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 大展弦比复材机翼非线性颤振特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 位移信息插值 |
| 4.3 网格变形方法 |
| 4.4 CFD/CSD耦合计算方法 |
| 4.4.1 结构运动方程 |
| 4.4.2 UDF程序实现 |
| 4.5 AGARD445.6 机翼颤振特性分析 |
| 4.5.1 模态方程 |
| 4.5.2 AGARD445.6 机翼模型 |
| 4.5.3 AGARD445.6 机翼颤振特性分析 |
| 4.6 大展弦比机翼颤振特性分析 |
| 4.6.1 机翼模型 |
| 4.6.2 颤振和LCO分析 |
| 4.6.3 颤振临界速度 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 大展弦比复材机翼刚度特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 剖面刚心计算方法 |
| 5.2.1 单闭室剖面刚心 |
| 5.2.2 多闭室剖面刚心 |
| 5.2.3 复材机翼剖面刚心 |
| 5.3 机翼剖面刚度 |
| 5.4 梁对刚度的影响研究 |
| 5.4.1 梁的布局 |
| 5.4.2 梁的几何参数 |
| 5.5 桁条对刚度的影响研究 |
| 5.5.1 桁条的布局 |
| 5.5.2 桁条的几何参数 |
| 5.6 梁对刚心的影响研究 |
| 5.6.1 梁的几何参数 |
| 5.6.2 梁的布局 |
| 5.7 桁条对刚心的影响研究 |
| 5.7.1 桁条的几何参数 |
| 5.7.2 桁条的布局 |
| 5.8 梁和桁条对刚度影响的灵敏度分析 |
| 5.9 本章小结 |
| 第六章 刚度对大展弦比复材机翼气动弹性影响研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 刚度对机翼静气动弹性的影响研究 |
| 6.2.1 对翼面压力分布的影响 |
| 6.2.2 对升阻特性的影响 |
| 6.2.3 对静气弹变形的影响 |
| 6.3 刚度对机翼颤振特性的影响研究 |
| 6.3.1 增大刚度机翼颤振分析 |
| 6.3.2 两种刚度机翼颤振特性对比 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 主要结论与工作展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）弹性载机对外挂物动力学响应的影响（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 数值计算方法 |
| 2 方法验证 |
| 2.1 三角翼投弹 |
| 2.2 AGARD445.6机翼的颤振计算 |
| 3 弹性机翼投放外挂物的数值计算 |
| 3.1 计算模型及状态 |
| 3.2 计算网格及验证 |
| 3.3 机翼弹性变形对外挂物动力学响应的影响 |
| 4 外挂物干扰气动力分析 |
| 5 结论 |
四、基于N-S方程的弹性机翼载荷分析方法研究（论文参考文献）
- [1]大展弦比复合材料机翼几何非线性静气动弹性研究[D]. 雷帅. 陕西理工大学, 2021(08)
- [2]HIRENASD机翼静气弹问题的数值模拟方法研究[J]. 雷帅,王军利,李托雷,张文升,冯博琳. 西安理工大学学报, 2020(01)
- [3]分离流中若干气动弹性问题研究[D]. 全景阁. 西北工业大学, 2019(04)
- [4]空中发射分离过程的动力学问题研究[D]. 杨磊. 西北工业大学, 2018(02)
- [5]大型客机起落架缓冲性能设计技术研究[D]. 刘向尧. 南京航空航天大学, 2018(01)
- [6]跨声速复杂气动弹性问题的诱发机理及控制研究[D]. 高传强. 西北工业大学, 2018(02)
- [7]基于连续伴随方法的气动结构多学科设计优化[D]. 徐兆可. 南京航空航天大学, 2018(01)
- [8]倾转旋翼机转换和飞机飞行模式下的气弹动力学研究[D]. 李治权. 南京航空航天大学, 2018(01)
- [9]大展弦比无人机机翼气弹特性及刚度影响研究[D]. 谯盛军. 西北工业大学, 2017(02)
- [10]弹性载机对外挂物动力学响应的影响[J]. 杨磊,叶正寅,武洁. 气体物理, 2016(04)