小展弦比超声速机翼颤振的形状敏度解析分析

摘要：

颤振形状敏度指出颤振边界随机翼形状变化的移动情况.由于气动弹性系统质量、刚度和阻尼矩阵和形状设计变量的非线性函数关系,采用有限差分法计算颤振形状敏度耗费巨大,且准确性较低.本文提出一种颤振形状敏度的解析计算方法,考虑的变量主要包括展弦比、梢根比、机翼面积和后掠角.利用等效板模型,并结合一阶活塞理论求解结构质量、刚度和气动矩阵关于设计变量的解析导数.在颤振求解中采用状态空间形式运动方程,通过跟踪气动弹性极点在复平面的轨迹确定颤振速度.利用Lancaster伴随法求得特征值敏度和颤振解析形状敏度.基于解析敏度,利用线性Taylor近似预测基本设计点附近颤振速度随着形状变量的变化情况.通过和重新分析比较发现:本文方法能够准确预测翼面形状基本设计点附近的颤振速度,但对机翼面积和后掠角适用范围有限.利用颤振解析形状敏度,设计人员能在早期阶段在兼顾颤振特性的情况下进行翼面形状设计.

关键词：颤振、形状敏度、等效板模型、活塞理论、翼面设计

所属期刊栏目：42

资助基金：国家自然科学基金91116005,10902006

在线出版日期：2013-03-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1423-1429