基于流－固耦合算法的跨／超声速曲壁板气动弹性分析

摘要：

采用流－固耦合算法研究了曲壁板在跨／超声速气流下的气动弹性特征。首先，给出了曲壁板的 Von Kármán 几何大变形运动方程，并对其进行了标准有限元离散。然后，简述了流动的控制方程、数值解法、动网格和流－固耦合方式。最后，对曲壁板的气动弹性响应进行了数值模拟和分析。结果表明弯曲造成壁板的初始气动载荷非零，使得其与平壁板的气动弹性特征大相径庭：稳定的曲壁板存在静气动弹性变形；马赫数为2时，曲壁板失稳后，其颤振负向峰值远大于正向峰值，且弯曲高度的增大会诱发混沌型的振动；马赫数为0．8和0．9时，曲壁板仅会发生正向变形；马赫数为1．2时，失稳后曲壁板的颤振中心偏向了负方向。所得结果为高速飞行器的壁板设计和颤振抑制提供了依据，所提算法可推广应用于其它气动弹性问题的数值分析。

关键词：壁板颤振、流-固耦合、气动弹性

所属期刊栏目：35

分类号：O323(振动理论)

资助基金：国家973计划2012CB026002；国家科技支撑计划2013BAF01B02；江苏高校优势学科建设工程资助项目；江苏大学高级人才科研启动基金15JDG155

在线出版日期：2016-12-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：54-60,71