一、超临界翼型的跨声速颤振特性研究（论文文献综述）
查俊,曾开春,寇西平,杨兴华,张汇卓[1]（2021）在《重气体介质中超临界翼型跨声速流动特性》文中研究表明采用Peng-Robinson非理想气体状态方程模拟重气体介质的热力学特性,并与雷诺平均Navier-Stokes方程结合,形成封闭的重气体介质流动模型。针对超临界翼型流动问题,利用LU-SGS（lower-upper symmetric Gauss-Seidel）隐式时间推进格式和有限体积法,分别求解空气介质和重气体介质下的流动特性。数值模拟结果表明:在跨声速条件下重气体介质中超临界翼型的升阻力增大、超声速区域表面负压增加、边界层位移厚度减小、激波后移、表面摩擦阻力明显增大、后缘流动分离推迟。该研究为后续重气体介质中飞行器颤振特性研究及修正方法的发展提供了基础支持。
梁海朝,曾进远,陈钱,白鹏[2]（2021）在《跨声速巡航态连续光滑偏转后缘翼型气动特性》文中认为以连续光滑偏转后缘变弯度跨声速翼型为研究对象,对其开展了巡航状态绕流数值模拟,研究了其气动特性并与基本翼型和简单襟翼偏转后缘变弯度翼型的气动特性进行了比较。基本翼型采用RAE 2822超临界翼型;绕流数值模拟采用雷诺平均Navier-Stokes方法,通过与基本翼型试验数据比较,确认了数值模拟方法的准确性。研究发现,跨声速巡航状态下,连续光滑偏转后缘翼型能通过小偏转角变弯度来减小翼型的压阻及总阻力,从而可在巡航过程中升力系数变化条件下实时改善翼型气动特性;这种气动效益在简单襟翼偏转后缘翼型上也能达到同等程度甚至略有增大,表明从气动特性的角度而言跨声速巡航态小偏转角变弯度情形对变弯度方式的敏感性小于已有研究中关注的低速飞行大偏转角变弯度情形,因而跨声速巡航态需要更精细的变弯度方式设计。
全景阁[3]（2019）在《分离流中若干气动弹性问题研究》文中研究表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。
白俊强,雷锐午,杨体浩,汪辉,何小龙,邱亚松[4]（2019）在《基于伴随理论的大型客机气动优化设计研究进展》文中研究表明大型民用客机的气动设计具有巡航马赫数高、部件间流动干扰复杂、外形精细化修形难度大等特点,完全依靠人工试凑法进行气动设计工作量巨大。基于高可信度数值模拟的优化设计技术可以对该类问题进行自动寻优设计,给设计师提供有力参考,因此在大型民用客机气动设计中发挥着越来越显着的作用。首先,以大型民用客机为背景,总结了民机气动设计中的关键科学问题,指出了梯度优化设计方法在民用客机不同优化设计问题中的适用性,并进一步对梯度求解中的伴随方法理论进行了详细介绍。然后,分析了基于伴随理论的气动优化设计方法以及气动结构多学科优化设计方法在民用客机设计中的研究进展,其中气动优化设计方面着重突出了复杂全机多部件气动外形优化设计方法以及飞机/发动机一体化优化设计方法。最后,对基于伴随理论的气动优化设计方法在大型民机中的应用进展进行了提炼,对未来发展趋势进行了展望与建议。
邢宇[5]（2018）在《桁架支撑机翼布局客机总体设计的综合分析与优化》文中认为为应对航空运输日益严苛的竞争,未来单通道民航客机有可能采用一种新型的布局型式—桁架支撑机翼（Truss-Braced Wing,简称TBW）。TBW布局客机具有较大的展弦比、较小的后掠角和较薄的机翼厚度,可显着提高飞机升阻比;它的桁架支撑可以降低机翼弯矩,减少机翼重量。TBW布局客机总体设计的一个关键任务是:需要在设计初期阶段对这种布局的气动、重量等方面进行综合分析,并在此基础上评估其节油效益。针对这一问题,本文以TBW布局单通道客机为研究对象,研究其总体设计阶段的综合分析和优化方法,开发相应的工具和平台,为TBW布局客机总体方案分析与论证提供有力支撑。本文主要研究内容与成果如下:1)应用飞机总体设计方法,设计了一种TBW布局客机总体初始方案,绘制了其全机外形几何模型。该初始方案为总体设计的综合分析和优化研究提供了一个具体的研究对象。2)研究了TBW布局客机中自然层流翼型优化和层流机翼设计问题。应用CFD方法和转捩模型对翼型和机翼的边界层转捩进行预测。提出了一种面向层流翼型设计的两轮优化方法:第一轮优化用于增加翼型表面的层流区域,第二轮优化用于减弱激波强度。应用这种优化方法可将超临界翼型优化为层流翼型。在此基础上,设计出层流机翼,并获得了这类层流机翼能达到的层流比例数值范围。3)综合应用参数化几何建模、参数化结构有限元模型、颤振分析、结构优化等方法,建立了一种桁架支撑机翼重量计算方法。基于该方法分析了颤振约束对结构重量的影响,以及机翼与桁架之间的不同连接方式对机翼重量的影响,并构建了桁架支撑机翼结构重量计算代理模型。该重量计算代理模型可集成于TBW布局客机总体设计的综合分析工具。4)建立了一种TBW布局客机总体方案的综合分析工具。该工具包括几何、气动、重量、发动机、性能、操稳和经济性分析模块。基于Matlab环境,实现了各分析模块的集成和用户界面的设计。该工具反映了TBW布局客机的气动特征和机翼结构重量特征。应用该工具对TBW布局客机总体初始方案进行了综合分析。分析结果表明,TBW布局客机总体初始方案具有升阻比高、油耗低、起降距离较短等特点。5)基于本文建立的TBW布局客机总体综合分析工具和多学科集成与优化iSIGHT-FD软件平台,构建了TBW布局客机总体参数优化平台。以机翼面积、后掠角、展弦比、发动机推力为设计变量,以最小起飞重量、轮档油耗、直接运营成本为优化目标,对TBW布局客机总体初始方案进行了优化设计。优化结果表明,与常规布局方案相比,TBW布局客机总体方案的油耗可降低23.3%。
邬晓敬[6]（2018）在《气动外形优化设计中的不确定性及高维问题研究》文中指出结合计算流体力学和优化技术而形成的气动外形优化设计是支撑现代飞行器气动设计的可靠技术手段。经过40多年的发展,基于梯度的直接优化方法和基于代理模型的优化方法已经成功地应用于气动外形优化设计。但是,随着航空科技的发展,气动外形优化设计所面临问题的复杂性逐步提高,仍存在一些新的复杂问题尚待解决。本文主要关注如下两个问题:一、飞行器在设计和使用过程中,会遇到各种各样的不确定性因素。而传统的气动外形优化设计方法是确定性的优化设计方法,无法评估这些不确定性。对于气动设计中的不确定性问题,需要高效地定量评估不确定性因素对气动特性的影响;需要发展高效的基于不确定性的气动优化设计方法。二、随着气动设计中的工程问题越来越复杂,气动设计面临的设计参数大幅增多,使得气动外形优化设计成为高维、多峰值的非线性优化设计问题。从优化方法的角度讲,基于梯度的直接优化方法,很容易陷入某个局部极值。而基于代理模型的优化方法对高维的优化问题会出现模型精度难以保证,寻优难度大幅加大,计算量出现“维数灾难”等问题。因此,需要发展新的技术途径及方法来解决此类高维气动优化设计问题。本文的研究内容如下:（1）围绕气动优化设计中所存在的不确定性问题,本文采用主成分分析方法描述几何外形不确定性并获取主要几何变形模态,并采用基于回归分析的非嵌入式混沌多项式方法进行了考虑几何外形不确定性的气动特性不确定性及全局灵敏度分析。此外,为了解决基于Galerkin投影的非嵌入式混沌多项式方法的计算量随着维数呈指数增长的问题,本文发展了一种基于稀疏网格积分和Galerkin投影的非嵌入式混沌多项式的气动特性不确定性分析方法,并进行了考虑飞行条件和几何外形不确定性的气动特性不确定性及全局灵敏度分析。气动特性的不确定性分析结果说明,跨声速流动存在的激波及边界层干扰等非线性流动特性是气动特性剧烈波动的原因。通过全局灵敏度分析,可定量评估每个不确定性因素的贡献以及变形模态对气动特性影响,从而为后续加工制造的误差控制提供有益参考,也可为后续设计工作中进一步减缩变量提供定量指导。（2）为了在气动外形优化设计中考虑不确定性并削弱这种不确定性对优化设计结果的影响,本文进行了基于不确定性的气动稳健性优化设计方法研究,发展了一种高效的自适应气动稳健性优化设计方法。该方法采用非嵌入式混沌多项式方法和Kriging模型构建一个包含气动特性随机特征的随机代理模型,并根据历史优化数据自适应更新随机代理模型。稳健性优化设计的结果表明,所发展的自适应稳健性优化设计方法能够高效地获取更好的优化结果。与初始翼型的气动特性相比,稳健性优化设计能够很好地实现减阻的同时,降低阻力特性对不确定性因素的敏感程度;与确定性优化的设计结果相比,稳健性优化设计得到的翼型的阻力特性波动更小但是阻力略微增大。说明了稳健性优化能很好地均衡气动性能和稳健性。（3）随着气动外形优化设计所面临问题的日益复杂,设计维数大幅增高,会导致当前气动外形优化设计方法的优化效果降低。本文围绕着当前气动外形优化设计中所遇到的高维问题,率先从研究高维、昂贵、黑箱优化问题的本质出发,开展了针对高维气动优化问题的优化方法研究。主要有以下两方面工作:1.基于变换的思想,发展了一种基于本征正交分解和类别函数变换方法的参数空间变换方法,通过参数空间变换,在保证原始高维参数化方法描述外形潜力的同时,降低设计参数的个数,这样可以大幅减小优化设计的难度。2.基于分解的思想,提出一种自适应的基于高维模型表示的高维气动优化设计方法。该方法采用高维模型表示方法将高维模型建模分解成一系列低维模型的建模,进而通过优化算法调用所建立的高维模型进行优化。高维气动优化设计的结果表明在模型参数与优化参数相同情况下,该方法比基于代理模型方法需要更少的计算时间并能获得更好的优化效果。
高传强[7]（2018）在《跨声速复杂气动弹性问题的诱发机理及控制研究》文中研究指明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。
石清[8]（2017）在《机翼增升减阻的流动控制研究》文中进行了进一步梳理机翼作为飞机的关键部件,增升减阻事关机翼设计及其优化的成败。机翼增升减阻亟待攻克两大技术难关:一是解决低速时流动分离、高速时产生激波导致升/阻特性恶化的问题,二是解决在非设计状态下对升/阻特性变差如何进行改善的问题。流动控制的本质是控制流场的局部流动,利用流体间流体动力的相互作用,引发流场的局部或全局流动改变。尤其是基于微型流动控制器件的流动控制,是现代流体力学及交叉学科活跃的研究领域,也是飞行器未来创新发展的重要源头和新的技术制高点。尽管控制器件、控制机理、控制效果三位一体,一直是制约流动控制技术实用化的瓶颈难题,但随着流动控制技术自身的研究和发展,以及计算、试验和测量等手段的配套完善,协调解决机翼增升减阻中的流动控制问题、达成实用化目的成为可能。通过分析升力或阻力的产生机制,应选择适宜的流动主动/被动控制策略来增加升力或减小阻力。翼型的升力是物面压强分布积分的结果,依据升力的产生机制和流动的性态对翼型升力的影响,可利用零质量射流改善翼型表面的压强分布以增加升力。若不计及机翼与飞机其它部件的干扰阻力,机翼自身的阻力可分为四种:由迎风面积而形成的压差阻力、由存在激波而形成的激波阻力、由粘性空气与机翼表面摩擦而形成的摩擦阻力、由涡系引起升力倾斜而形成的涡阻力。依据阻力的构成机制和流动的性态对阻力的影响,可采用相应的流动控制方法来减小机翼阻力:可采用微型涡流发生器阻滞机翼边界层分离以减小压差阻力,可采用实体鼓包减弱翼型的激波强度以减小激波阻力。由于流动控制技术的研究与应用,涉及时空多尺度的复杂流场,包含着流体力学和空气动力学中诸多尚未解决的技术难题,加之流动控制的目标有时是彼此关联和相互制约的,流动控制问题研究所面临的挑战实质就是对流体力学技术体系的挑战,但综合利用数值模拟和风洞实验手段,可以厘清流动控制的机理、提炼控制器件参数的影响规律、评估增升减阻的综合成效,既为流动控制技术的科学研究提供支持,又为突破制约流动控制技术实用化的瓶颈难题提供依据。本文针对超临界机翼/翼型上的复杂流动,和微型涡流发生器、实体鼓包和零质量射流微小流动控制器件及其诱导的时空多尺度复杂流动,综合利用数值模拟方法和风洞实验技术,研究了减小机翼压差阻力和翼型激波阻力以及增加翼型升力的流动控制问题,在计算方法和软件的研发与应用、流动控制机理的分析、控制器件参数影响的规律分析、控制效果的综合评估四个方面取得创新,为机翼增升减阻气动优化设计提供了有实用价值的技术参考。第一章为绪论,以微型涡流发生器、实体鼓包、零质量射流为重点,综述了国内外流动主动/被动控制技术的发展及其在机翼增升减阻方面的研究和应用,概述了数值模拟和风洞实验的技术现状,以及本文主要的工作内容。第二章阐释了本文应用及发展的数值计算方法,并验证所发展的数值计算方法和所建立的计算程序。本文应用和发展的方法是基于RANS方程,采用有限体积方法离散,离散方程右端粘性项的离散采用了中心差分格式,右端无粘性项的离散采用了多种迎风差分格式及其限制器,湍流模型采用了多种模型。非定常计算以双时间步算法为主。采用了多重网格加速收敛方法。采用了拼接网格生成方法。采用多个算例,验证了本文发展和应用的边界层流动的计算方法、跨声速激波流场的计算方法和非定常流动的计算方法以及计算网格生成方法,验证了本文所建立的三维边界层流动计算软件、二维跨声速激波流场计算软件和二维非定常流动计算软件的粘性计算精度、时间精度、计算鲁棒性及计算效率。验证结果表明,本文发展及建立的计算方法和计算软件适用于研究机翼增升减阻的流动控制问题。第三章采用数值模拟方法,研究了微型涡流发生器与边界层的干扰;采用数值计算方法和风洞实验方法,研究了微型涡流发生器减小大展弦比超临界机翼的压差阻力。边界层流动、网格生成、加速收敛技术,是计算微型涡流发生器减小超临界机翼阻力的技术难点。采用有限体积方法离散三维RANS方程,离散方程左端项的求解采用LU-SGS方法,右端粘性项的离散采用了中心差分格式,右端无粘性项的离散采用Roe的通量差分分裂格式,湍流模型采用S-A模型,采用多重网格技术加速收敛。采用对接、拼接网格技术生成网格。计算了单个微型涡流发生器与边界层的干扰。计算了有多个微型涡流发生器时超临界机翼的流场和气动力,分析了微型涡流发生器不同高度和弦向安装位置的影响。采用测力、油流、丝线、热线等实验测量与显示技术,进行了气动力测量、边界层特性测量和模型流态显示,研究了干净机翼边界层特性,研究了微型涡流发生器控制机翼边界层分离特性,研究了微型涡流发生器的高度、弦向安装位置、展向间隔和安装偏角对超临界翼身组合体流场和气动力特性的影响。分析了微型涡流发生器增强超临界机翼近壁流动控制流动分离、减小压差阻力的机理,提炼了微型涡流发生器的高度、弦向安装位置、展向间隔和安装偏角对超临界机翼阻力和升力的影响规律,综合评估了微型涡流发生器对超临界机翼减阻增升的作用效果。第四章采用数值计算方法和风洞实验方法,研究了实体鼓包减小超临界翼型的激波阻力。跨声速激波/边界层干扰、超临界翼型发散后缘边界条件的处理,是计算实体鼓包减小超临界翼型阻力的技术难点。采用有限体积方法离散二维RANS方程,离散方程左端项的求解采用LU-SGS方法,右端粘性项的离散采用了中心差分格式,右端无粘性项的离散采用了Roe的通量差分分裂格式,湍流模型采用k-?SST模型。计算了不同高度的实体鼓包对超临界翼型流场和气动力特性的影响。采用电子扫描阀测量压力,采用尾流测压耙测量尾迹流场,研究了加装实体鼓包的超临界翼型在不同来流迎角时的表面压力分布和尾流阻力因子分布。分析了实体鼓包弱化超临界翼型激波强度、减小激波阻力的机理,提炼了给出了实体鼓包的高度和来流迎角对超临界翼型阻力和升力的影响规律,综合评估了实体鼓包对超临界翼型减阻增升的作用效果。第五章采用数值计算方法,研究了零质量射流致动器的流场;研究了零质量射流增加翼型的升力。非定常流动和湍流计算以及如何明确边界条件,是计算零质量射流增加翼型升力的技术难点。基于二维非定常RANS方程,采用有限体积方法离散,右端粘性项的离散采用中心差分格式,右端无粘性项的离散以Roe的通量差分分裂格式为主,在对比不同格式的差异时才采用其他格式。采用了多种湍流模型进行对比计算,其中包括BL模型、BLDS模型、SA模型、k-?SST模型。非定常计算中以双时间步长法为主,采用了多种非定常计算方法进行对比计算,包括四步RK、LU-SGS、双时间方法。采用多重网格技术加速收敛。对零质量射流致动器的计算,研究了动网格、几何守恒率、边界条件和湍流模型的影响。对有零质量射流的翼型计算,研究了非定常计算方法、多重网格技术、差分格式、湍流模型、射流频率和速度峰值以及来流条件的影响。提炼了零质量射流的射流频率、射流幅值、来流迎角、来流马赫数对翼型升力和阻力的影响规律,分析了零质量射流致偏翼型流线改变压强分布、增加升力的机理,综合评估了零质量射流对翼型增升减阻的作用效果。第六章是结束语。总结了本文的研究工作和技术进步。最后是本文的致谢和参考文献。
解江,杨青青,杨飞,蓝元沛[9]（2018）在《翼吊发动机机翼跨声速颤振特性研究》文中进行了进一步梳理针对现代民用飞机翼吊发动机机翼跨声速颤振问题,建立了带超临界翼型、大展弦比后掠和翼吊一个发动机构型的机翼模型,通过偶极子格网（DLM）气动力修正方法、升力线斜率系数修正方法、ZTAIC方法和高速颤振模型风洞试验方法研究了飞机翼吊发动机跨声速颤振特性。分析了马赫数和阻尼对跨声速颤振特性的影响。结果表明:翼吊发动机机翼具有三种典型颤振,即机翼弯曲扭转耦合模态颤振、机翼面内振动模态颤振和发动机与机翼耦合模态颤振;马赫数对翼吊发动机机翼跨声速颤振会产生不利影响,主要表现在跨声速区域显着降低机翼跨声速临界颤振动压;结构阻尼对机翼-发动机耦合小阻尼颤振模态的影响显着,增大阻尼可以显着提高其颤振动压。
刘南[10]（2016）在《机翼跨声速非线性颤振及高效分析方法研究》文中研究说明在跨声速范围内,激波及其诱导的附面层分离使飞行器的颤振行为呈现出强烈的非线性特征,典型现象有颤振边界跨声速“凹坑”和极限环振荡等。这些跨声速非线性颤振现象对飞行器的飞行安全和任务性能造成显着的影响。对于颤振问题,目前工程常用的非定常气动力分析方法为基于速势理论的偶极子格网法,但在跨声速时该方法的预测精度大幅下降。基于雷诺平均Navier-Stokes（Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS）方程的非定常气动力求解方法可以较好地预测跨声速复杂流动现象,因此耦合非定常RANS求解器和结构运动方程建立的气动弹性时域分析方法为分析和改善飞行器的跨声速颤振特性提供了有力的技术工具。但是,气动弹性时域分析方法在计算效率、精度和鲁棒性等方面存在的不足,严重制约着其在工程实际中的应用。针对上述问题,本文开展了以下几个方面的研究工作:（1）发展了适用于几何变形问题的非定常流场分析方法。首先研究了三维非定常RANS方程的求解方法和加速收敛措施。其次,基于现有变形网格方法,构建了两种基于径向基函数+无限插值和四元数+无限插值方法的高效高鲁棒性的混合变形网格方法,有效解决了几何变形后空间网格更新的效率和鲁棒性问题。将MPI（Message Passing Interface）并行处理方法引入计算变形网格程序中,进一步提高变形网格效率。最后,采用NACA64A010翼型和RSW（Rectangular Supercritical Wing）机翼强迫俯仰运动算例验证了分析方法对跨声速非定常气动力的计算精度。（2）构建了一套高精度气动弹性时域分析系统。首先,发展了基于贪婪算法的RBF插值点精简策略,解决了三维复杂结构的数据插值问题,显着提高了插值效率。其次,耦合非定常RANS方程和结构运动方程,应用二阶Euler预估-校正方法,建立了高精度的气动弹性时域分析系统。最后,对BSCW（Benchmark SuperCritical Wing）和AGARD445.6机翼的跨声速颤振边界开展分析,验证了系统的计算精度。（3）研究了若干跨声速非线性颤振问题,从能量角度和分岔理论探索了颤振机理。分析了二维翼型、三维机翼和复杂战斗机构型的跨声速颤振现象,结果表明:二维沉浮/俯仰两自由度翼型跨声速极限环振荡的无粘结果表现为亚临界Hopf分岔,而粘性结果表现为超临界Hopf分岔。带后缘操纵面二维翼型的颤振临界模态和颤振边界在跨声速时发生显着变化,间隙非线性使系统的颤振速度大幅下降,出现了非周期响应和极限环振荡。三维Goland+机翼外挂物构型在跨声速（无粘:Ma=0.910.94,粘性:Ma=0.92）范围内颤振速度大幅下降。无粘结果表现为复杂的多重极限环振荡,存在多个稳定和不稳定分支和折叠分岔,不同稳定分支上极限环振荡的非定常流动机理具有显着差异。粘性结果则依然表现为超临界Hopf分岔。（4）为了提高高精度气动弹性分析效率,建立了基于高阶谐波平衡（high dimensional harmonic balance,HDHB）的高效分析方法,详细研究了HDHB方法的稳定性和精度问题。首先,基于一般形式的一阶偏微分方程推导了HDHB方法,将时间导数项转换为HDHB源项,得到了HDHB控制方程。其次,根据冯纽曼稳定性理论,研究了HDHB源项对计算稳定性和阻尼特性的影响。结果表明:无论采用显式或隐式时间推进算法,均需将HDHB源项隐式处理。然后,由杜芬振子方程出发,研究表明HDHB方法的非物理解来源于非线性项的简化处理。建立了扩充非线性项子时间层的方法,消除方程的非物理解,减少计算所需的谐波数。最后,将HDHB方法应用于杜芬振子、范德波尔振子和间隙非线性气动弹性系统中,证明了该方法具有较高的精度。（5）构造了基于RANS方程的HDHB高效流场求解器。修改RANS求解器的内存存储形式和分析流程,通过循环迭代计算所有子时间层上的流场残差,构建了HDHB流场求解器。采用三个强迫运动算例系统地证明了本文建立的HDHB流场求解器能够高效地预测已知振动频率的周期性非定常流场,相比时间推进方法,应用二阶HDHB求解器具有6倍左右的加速比。（6）发展了一套基于HDHB流场求解器的高效气动弹性频域分析方法。对于颤振这类稳定性问题,采用HDHB流场求解器准确且高效地建立广义气动力影响系数矩阵,代入频域结构运动方程将颤振问题转化为复特征值问题,形成了高效的颤振频域分析系统。对于大振幅的极限环振荡问题,广义气动力影响系数矩阵不再适用,耦合HDHB流场求解器和频域结构运动方程,利用Newton-Raphson迭代方法快速预测系统的极限环振荡响应。与时域方法相比可见,频域方法在保证计算精度的前提下,显着地提高了分析效率。
二、超临界翼型的跨声速颤振特性研究（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、超临界翼型的跨声速颤振特性研究（论文提纲范文）
（1）重气体介质中超临界翼型跨声速流动特性（论文提纲范文）
| 1 重气体介质热力学特性 |
| 2 数值方法 |
| 2.1 计算模型 |
| 2.2 计算方法 |
| 3 算例验证 |
| 4 数值计算结果分析 |
| 4.1 相同雷诺数下的气动特性 |
| 4.2 相同介质不同来流静压条件下的气动特性 |
| 5 结论 |
（2）跨声速巡航态连续光滑偏转后缘翼型气动特性（论文提纲范文）
| 1 数值模拟 |
| 1.1 连续光滑偏转后缘翼型 |
| 1.2 数学模型与数值模拟方法 |
| 1.3 验证与确认 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 升阻特性 |
| 2.2 表面压力分布与绕流流场特征 |
| 3 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）基于伴随理论的大型客机气动优化设计研究进展（论文提纲范文）
| 1 基于伴随理论的优化设计方法概述 |
| 1.1 基于梯度算法的优化框架 |
| 1.2 伴随方法关键问题 |
| 1.2.1 偏导数矩阵获取 |
| 1.2.2 伴随方程求解 |
| 1.3 基于伴随理论的优化设计框架应用特点 |
| 2 基于伴随理论的气动外形优化设计 |
| 2.1 复杂全机气动外形设计 |
| 2.2 飞机/发动机一体化设计 |
| 3 基于伴随方法的气动/结构耦合多学科优化设计 |
| 4 结论与展望 |
（5）桁架支撑机翼布局客机总体设计的综合分析与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 未来民机发展方向 |
| 1.1.2 桁架支撑机翼布局概念 |
| 1.1.3 TBW布局客机总体设计面临的挑战 |
| 1.2 TBW布局客机研究状况 |
| 1.2.1 TBW布局客机研究的发展历程 |
| 1.2.2 层流机翼与TBW布局气动设计研究状况 |
| 1.2.3 TBW布局结构重量研究状况 |
| 1.2.4 TBW布局总体综合分析与优化的研究状况 |
| 1.3 本文目的与内容 |
| 第二章 桁架支撑机翼布局客机的初始概念方案 |
| 2.1 基本设计要求的拟定 |
| 2.1.1 商载航程图 |
| 2.1.2 任务剖面 |
| 2.1.3 性能指标及适航要求 |
| 2.2 总体布局型式 |
| 2.3 主要总体参数估算 |
| 2.4 主要部件参数设计 |
| 2.4.1 机身参数 |
| 2.4.2 机翼参数 |
| 2.4.3 尾翼参数 |
| 2.4.4 起落架布置参数 |
| 2.5 发动机选型 |
| 2.6 初始概念方案的几何模型 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 层流翼型优化和机翼气动设计分析 |
| 3.1 层流技术概述 |
| 3.2 转捩预测数值模拟方法 |
| 3.2.1 控制方程 |
| 3.2.2 数值方法 |
| 3.2.3 计算程序 |
| 3.3 转捩预测算例及结果分析 |
| 3.3.1 算例1:VA-2 翼型 |
| 3.3.2 算例2:NLR-7301 层流翼型 |
| 3.4 超临界层流翼型优化方法 |
| 3.4.1 优化策略 |
| 3.4.2 翼型参数化 |
| 3.4.3 气动分析 |
| 3.4.4 建立代理模型 |
| 3.4.5 第一轮优化 |
| 3.4.6 第二轮优化 |
| 3.4.7 翼型优化平台 |
| 3.5 层流翼型优化设计与分析 |
| 3.5.1 NASA SC(2)0412 翼型优化设计 |
| 3.5.2 RAE2822 翼型优化设计 |
| 3.5.3 超临界层流翼型特性分析 |
| 3.6 机翼气动设计与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 TBW布局客机机翼结构重量计算方法 |
| 4.1 机翼重量计算方法的回顾 |
| 4.2 桁架机翼结构重量计算流程 |
| 4.2.1 参数化几何模型 |
| 4.2.2 气动载荷计算 |
| 4.2.3 有限元模型的建立 |
| 4.2.4 结构优化 |
| 4.2.5 机翼重量计算 |
| 4.3 TBW布局结构重量的影响因素分析 |
| 4.3.1 颤振约束的影响 |
| 4.3.2 连接方式的影响 |
| 4.4 TBW布局重量代理模型 |
| 4.4.1 重量代理模型计算流程的集成 |
| 4.4.2 样本点 |
| 4.4.3 代理模型建立 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 TBW布局客机总体方案综合分析工具 |
| 5.1 TBW布局客机综合分析与程序框架 |
| 5.2 主要分析模块 |
| 5.2.1 几何模块 |
| 5.2.2 气动模块 |
| 5.2.3 重量模块 |
| 5.2.4 发动机模块 |
| 5.2.5 性能模块 |
| 5.2.6 操稳模块 |
| 5.2.7 经济性模块 |
| 5.3 TBW-150 客机初始概念方案的综合分析 |
| 5.3.1 气动特性 |
| 5.3.2 重量特性 |
| 5.3.3 发动机特性 |
| 5.3.4 性能特性 |
| 5.3.5 经济性特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 桁架支撑机翼布局客机总体参数优化 |
| 6.1 优化平台建立 |
| 6.1.1 优化软件平台 |
| 6.1.2 TBW布局客机总体参数优化设计平台 |
| 6.1.3 优化问题定义 |
| 6.2 参数敏感性分析 |
| 6.3 优化结果及分析 |
| 6.4 与常规布局方案的对比分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 进一步的研究工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间的研究成果及发表的学术论文 |
（6）气动外形优化设计中的不确定性及高维问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 气动外形优化设计 |
| §1.2 优化方法 |
| §1.2.1 直接优化方法 |
| §1.2.2 基于代理模型的优化方法 |
| §1.3 气动外形优化设计中的不确定性问题 |
| §1.3.1 气动特性的不确定性分析 |
| §1.3.2 气动稳健性优化设计 |
| §1.4 气动外形优化设计中的高维问题 |
| §1.5 本文主要研究工作 |
| 第二章 气动外形优化设计的研究内容 |
| §2.1 优化设计模型的确立 |
| §2.2 气动力特性评估(CFD数值模拟) |
| §2.2.1 雷诺平均N-S方程 |
| §2.2.2 流体控制方程的求解 |
| §2.2.3 湍流模型 |
| §2.2.4 定常流场计算验证 |
| §2.3 气动外形参数化方法 |
| §2.3.1 基于CST的翼型参数化方法 |
| §2.3.2 基于CST的三维机翼外形参数化方法 |
| §2.4 网格变形技术 |
| §2.5 优化方法 |
| §2.5.1 直接优化方法 |
| §2.5.2 基于代理模型的优化方法 |
| §2.5.3 进化算法 |
| §2.6 本章结论 |
| 第三章 跨声速气动特性的不确定性及全局灵敏度分析 |
| §3.1 不确定性分析 |
| §3.1.1 不确定性来源及分类 |
| §3.1.2 不确定性描述 |
| §3.2 灵敏度分析 |
| §3.2.1 局部灵敏度分析 |
| §3.2.2 全局灵敏度分析 |
| §3.3 不确定性分析方法 |
| §3.3.1 蒙特卡洛方法 |
| §3.3.2 混沌多项式方法 |
| §3.4 考虑几何形状的气动特性的不确定性及灵敏度分析 |
| §3.4.1 气动分析算例 |
| §3.4.2 几何形状不确定性描述 |
| §3.4.3 关于NIPC方法计算量的讨论 |
| §3.4.4 气动特性的不确定性分析 |
| §3.4.5 气动特性的全局灵敏度分析 |
| §3.5 基于稀疏网格的混沌多项式方法及气动不确定性分析 |
| §3.5.1 基于稀疏网格的混沌多项式方法 |
| §3.5.2 气动特性的不确定性分析 |
| §3.5.3 不同流动区域的随机气动特性分析 |
| §3.6 本章结论 |
| 第四章 基于不确定性的气动稳健性优化设计方法研究 |
| §4.1 稳健性优化设计 |
| §4.1.1 稳健性优化设计问题的数学描述 |
| §4.1.2 传统的稳健性优化设计方法 |
| §4.2 自适应的稳健性优化设计方法 |
| §4.3 气动稳健性优化设计 |
| §4.3.1 定常流场求解 |
| §4.3.2 气动稳健性优化设计问题描述 |
| §4.4 稳健性优化设计结果及分析 |
| §4.4.1 NIPC方法的计算效率及精度 |
| §4.4.2 稳健性优化方法的效率和精度 |
| §4.4.3 稳健性优化设计的气动特性 |
| §4.5. 本章结论 |
| 第五章 气动外形优化设计中的高维问题优化方法研究 |
| §5.1 基于POD与CST方法的参数空间变换方法 |
| §5.1.1 POD方法介绍 |
| §5.1.2 基于POD-CST的参数空间变换方法的构建 |
| §5.1.3 RAE2822翼型跨声速减阻优化设计 |
| §5.1.4 三维机翼的气动外形优化设计 |
| §5.1.5 小结 |
| §5.2 基于高维模型表示的气动优化方法研究 |
| §5.2.1 高维模型表示 |
| §5.2.2 基于Kriging模型的HDMR建模思路 |
| §5.2.3 基于“教”与“学”模式的优化算法 |
| §5.2.4 自适应的HDMR优化框架 |
| §5.2.5 算例验证 |
| §5.2.6 翼型、机翼跨声速气动外形优化设计 |
| §5.2.7 小结 |
| §5.3 本章结论 |
| 第六章 研究工作总结与展望 |
| §6.1 本文研究工作总结 |
| §6.2 本文创新点 |
| §6.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（7）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 |
（8）机翼增升减阻的流动控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 流动控制的原理和方法 |
| 1.1.2 流动控制的意义 |
| 1.1.3 流动控制的发展 |
| 1.2 研究与应用现状 |
| 1.2.1 微型涡流发生器 |
| 1.2.2 实体鼓包 |
| 1.2.3 零质量射流 |
| 1.3 数值模拟技术现状 |
| 1.4 风洞实验与测试技术现状 |
| 1.5 本文的主要内容 |
| 第二章 数值模拟方法及其验证 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.3 离散方法 |
| 2.4 空间计算格式 |
| 2.4.1 中心型格式 |
| 2.4.2 基于MUSCL方法的迎风偏置格式 |
| 2.5 时间计算方法 |
| 2.5.1 四步Runge-Kutta方法 |
| 2.5.2 Lower-Upper Symmetric Gauss-Seidel(LU-SGS)方法 |
| 2.5.3 双时间方法 |
| 2.6 湍流模型 |
| 2.6.1 Baldwin-Lomax(BL)模型 |
| 2.6.2 Spalart-Allmaras(SA)模型 |
| 2.6.3 Menter’s k-ωSST模型 |
| 2.6.4 EASM k-ω模型 |
| 2.7 拼接网格技术 |
| 2.8 多重网格方法 |
| 2.9 对计算方法和计算程序的验证 |
| 2.9.1 验证边界层流动的计算方法和计算程序 |
| 2.9.2 验证跨声速流场的计算方法和计算程序 |
| 2.9.3 验证非定常流动的计算方法和计算程序 |
| 2.9.4 验证拼接网格的生成方法和计算程序 |
| 2.9.5 对计算方法和计算程序的综合验证 |
| 2.10 本章小结 |
| 第三章 微型涡流发生器控制超临界机翼减小压差阻力 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 研究模型和研究方法 |
| 3.2.1 计算模型 |
| 3.2.2 数值计算方法 |
| 3.2.3 计算网格 |
| 3.2.4 实验模型和实验设备 |
| 3.2.5 实验方法 |
| 3.3 微型涡流发生器的减阻机理研究 |
| 3.3.1 微型涡流发生器减阻机理的计算研究 |
| 3.3.2 微型涡流发生器减阻机理的实验研究 |
| 3.3.3 微型涡流发生器减少压差阻力的机理分析 |
| 3.4 微型涡流发生器的参数影响规律研究 |
| 3.4.1 干净机翼的边界层分离特性计算研究 |
| 3.4.2 微型涡流发生器参数对减阻影响的计算研究 |
| 3.4.3 干净机翼的边界层分离特性实验研究 |
| 3.4.4 微型涡流发生器参数对减阻影响的实验研究 |
| 3.5 微型涡流发生器作用与效果的综合评估 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 实体鼓包控制超临界翼型减小激波阻力 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 研究模型和研究方法 |
| 4.2.1 计算模型 |
| 4.2.2 数值计算方法 |
| 4.2.3 计算网格 |
| 4.2.4 实验模型和实验设备 |
| 4.2.5 实验方法 |
| 4.3 实体鼓包的减阻机理研究 |
| 4.3.1 实体鼓包控制激波的计算研究 |
| 4.3.2 实体鼓包减弱激波强度的作用 |
| 4.3.3 实体鼓包减小激波阻力的机理分析 |
| 4.4 实体鼓包的参数影响规律研究 |
| 4.4.1 计算结果和实验结果的对比验证 |
| 4.4.2 来流迎角对减阻影响的计算研究 |
| 4.4.3 鼓包高度对减阻影响的计算研究 |
| 4.4.4 来流迎角和鼓包高度对减阻影响的实验研究 |
| 4.5 实体鼓包作用与效果的综合评估 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 零质量射流控制翼型增加升力 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 计算模型和计算方法 |
| 5.2.1 计算模型 |
| 5.2.2 数值计算方法 |
| 5.2.3 计算网格 |
| 5.3 零质量射流的参数影响规律研究 |
| 5.3.1 零质量射流致动器的计算结果与分析 |
| 5.3.2 零质量射流控制翼型增升的计算结果与分析 |
| 5.4 零质量射流的增升机理研究 |
| 5.5 零质量射流作用与效果的综合评估 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结束语 |
| 6.1 主要研究内容 |
| 6.2 主要创新工作 |
| 6.3 对未来工作的设想 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（9）翼吊发动机机翼跨声速颤振特性研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 飞机跨声速颤振的特点 |
| 2 飞机跨声速颤振特性的研究方法 |
| 3 吊挂刚度非线性对颤振的影响 |
| 4 翼吊发动机机翼跨声速颤振的关键参数 |
| 4.1 马赫数的影响 |
| 4.2 阻尼的影响 |
| 5 结论 |
（10）机翼跨声速非线性颤振及高效分析方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 颤振问题研究现状 |
| 1.2.2 计算气动弹性力学研究现状 |
| 1.2.3 气动弹性高效分析方法研究现状 |
| 1.3 本文研究目标及主要工作 |
| 第二章 考虑几何变形的非定常流场模拟方法 |
| 2.1 RANS方程及其求解方法 |
| 2.1.1 坐标变换及几何守恒律 |
| 2.1.2 时间推进与空间离散 |
| 2.1.3 多重网格加速收敛方法 |
| 2.2 高效高鲁棒性变形网格方法 |
| 2.2.1 径向基函数插值方法 |
| 2.2.2 旋转四元数插值方法 |
| 2.2.3 无限插值变形网格方法 |
| 2.2.4 混合变形网格方法 |
| 2.2.5 变形网格方法验证 |
| 2.3 跨声速非定常气动力的精度验证 |
| 2.3.1 二维NACA64A010翼型强迫俯仰运动 |
| 2.3.2 三维RSW机翼强迫俯仰运动 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 高精度气动弹性时域分析方法 |
| 3.1 结构运动方程及其求解方法 |
| 3.2 气动与结构之间的数据传递方法 |
| 3.2.1 径向基函数数据插值方法 |
| 3.2.2 数据插值方法验证 |
| 3.3 气动弹性时域分析流程 |
| 3.4 气动力做功分析方法 |
| 3.5 气动弹性耦合问题的精度验证 |
| 3.5.1 BSCW气动弹性标模 |
| 3.5.2 AGARD445.6 机翼 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 跨声速非线性颤振问题研究 |
| 4.1 两自由度颤振与极限环振荡 |
| 4.1.1 二维翼型跨声速颤振边界 |
| 4.1.2 二维翼型跨声速极限环振荡 |
| 4.2 三自由度(带操纵面)颤振与极限环振荡 |
| 4.2.1 低速颤振边界及间隙非线性引起的极限环振荡 |
| 4.2.2 跨声速颤振边界 |
| 4.2.3 间隙非线性对跨声速颤振特性的影响 |
| 4.3 外挂物引起的非线性颤振现象 |
| 4.3.1 Goland+机翼颤振边界 |
| 4.3.2 Goland+机翼极限环振荡 |
| 4.4 复杂战斗机构型跨声速颤振边界 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 基于高阶谐波平衡的高效分析方法 |
| 5.1 高阶谐波平衡方法 |
| 5.2 稳定性分析 |
| 5.2.1 空间离散的Fourier符号 |
| 5.2.2 显式时间推进方法的阻尼特性 |
| 5.2.3 隐式时间推进方法的阻尼特性 |
| 5.3 在一维非线性振子方程中的应用 |
| 5.3.1 杜芬振子方程在简谐激励下的响应 |
| 5.3.2 范德波尔振子方程自激振荡响应 |
| 5.4 非物理解来源分析及其改进 |
| 5.4.1 非物理解来源分析 |
| 5.4.2 非物理解改进方法 |
| 5.5 在低速二维间隙非线性问题中的应用 |
| 5.5.1 基于Wagner函数的时间推进求解 |
| 5.5.2 高阶谐波平衡控制方程 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 高阶谐波平衡方法在颤振和极限环振荡中的应用 |
| 6.1 方法推导 |
| 6.2 分析流程 |
| 6.3 简谐强迫运动测试算例 |
| 6.3.1 二维翼型强迫俯仰运动 |
| 6.3.2 三维机翼强迫俯仰运动 |
| 6.3.3 基于结构振型的三维机翼强迫变形 |
| 6.4 基于广义力影响系数矩阵的颤振频域预测方法 |
| 6.4.1 广义力影响系数矩阵 |
| 6.4.2 颤振频域预测方法 |
| 6.4.3 二维翼型颤振边界分析 |
| 6.4.4 带后缘操纵面的二维翼型颤振边界分析 |
| 6.4.5 三维Goland+机翼颤振边界分析 |
| 6.5 极限环振荡频域预测方法 |
| 6.5.1 Newton-Raphson迭代方法 |
| 6.5.2 跨声速极限环振荡预测 |
| 6.6 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 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 |
四、超临界翼型的跨声速颤振特性研究（论文参考文献）
- [1]重气体介质中超临界翼型跨声速流动特性[J]. 查俊,曾开春,寇西平,杨兴华,张汇卓. 航空动力学报, 2021(09)
- [2]跨声速巡航态连续光滑偏转后缘翼型气动特性[J]. 梁海朝,曾进远,陈钱,白鹏. 航空科学技术, 2021(05)
- [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]基于伴随理论的大型客机气动优化设计研究进展[J]. 白俊强,雷锐午,杨体浩,汪辉,何小龙,邱亚松. 航空学报, 2019(01)
- [5]桁架支撑机翼布局客机总体设计的综合分析与优化[D]. 邢宇. 南京航空航天大学, 2018(01)
- [6]气动外形优化设计中的不确定性及高维问题研究[D]. 邬晓敬. 西北工业大学, 2018(02)
- [7]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)
- [8]机翼增升减阻的流动控制研究[D]. 石清. 国防科技大学, 2017(02)
- [9]翼吊发动机机翼跨声速颤振特性研究[J]. 解江,杨青青,杨飞,蓝元沛. 飞行力学, 2018(01)
- [10]机翼跨声速非线性颤振及高效分析方法研究[D]. 刘南. 西北工业大学, 2016(05)