含分层损伤的纤维增强金属层合板颤振分析

利用Msc.Nastran平台的可扩展性,通过重合节点方法,建立了含分层损伤的非线形壁板颤振模型,考虑结构大变形、材料非线性的影响,研究了分层损伤对纤维增强金属层合板的气动弹性稳定性的影响规律及机理。研究表明:1)分层损伤面积增大时,纤维增强金属层合板出现多种非线性动力学运动,观察到概周期、极限环和多频振动的现象;2)分层损伤影响FML颤振模态的改变,是出现多种非线性动力学行为的原因;3)金属层的应力超过屈服极限时,由于材料弹塑性的影响,FML的颤振幅值明显增大。     

基于重叠网格的翼型动态失速数值模拟

由于动态失速的相关特性及网格变形方法的限制性，采用重叠网格方法及广泛应用在分离流动问题中的SST k-ω湍流模型对NACA0012翼型开展了非定常动态失速的数值模拟研究，得到了动态运动过程中的气动力系数及翼型周围的流线图。研究结果表明采用的计算网格及方法不仅可以有效模拟翼型小幅振荡的动态特性，对大迎角俯仰运动的计算也具有良好的效果。同时能够精确的模拟出俯仰振荡过程中的气动力迟滞效应及大迎角动态失速时翼型前缘涡产生、脱落到再附的运动过程。     

ABC 共轴直升机旋翼/机身耦合振动响应分析

前行桨叶概念（Advanced Blade Concept, ABC）共轴直升机具有较大的振动问题,为研究振动机理,建立了ABC 共轴旋翼/机身耦合气动弹性模型,其中桨叶采用有限元梁模型,机身采用精细有限元模型。为提高耦合模型的气动弹性响应分析精度,结合传统 CFD/CSD 耦合分析方法与自由尾迹,提出了 CFD/CSD/自由尾迹耦合计算方法,解决了传统方法的尾迹耗散问题,并保证了计算效率。基于此方法建立了 ABC 共轴直升机旋翼/机身耦合气弹响应分析方法。以样例 ABC 共轴直升机为研究对象,总结了重点位置振动响应随前进比和旋翼交叉角的变化规律,并得出了一些有意义的结论。     

气动弹性系统的模型确认与鲁棒颤振分析

研究了气动弹性系统的不确定性建模和鲁棒颤振分析问题.将结构的不确定性考虑为参数形式,非定常气动力的不确定性考虑为参数和未建模动态两种形式,建立了不确定系统的线性分式变换模型.分别使用基于Carathe-dory-Fejer插值定理和Nevanlinna-Pick插值定理的模型集检验方法进行了模型确认,在时间域和频率域中对模型集的有效性进行了验证,确定了不确定性的幅值.对于模型确认得到的不确定气动弹性系统,使用μ分析方法进行了鲁棒颤振分析.计算中,飞行速度是作为给定参数而不再是作为摄动变量,由此得到的鲁棒稳定性边界是匹配点解.仿真数值结果给出了鲁棒颤振速度,表明了方法的有效性.     

非线性气动弹性系统的鲁棒稳定性分析

基于结构奇异值理论和特征多项式的值域方法,研究了带有结构和气动参数不确定性的非线性二元机翼的鲁棒稳定性问题.机翼模型包括非线性的扭转弹簧和能够反映失速效应的非线性气动模型.针对零摄动,使用肛方法分析线性化系统在平衡点的鲁棒稳定性.针对非零摄动,将平衡点位置看作关于不确定参数的函数并展开为泰勒级数,从而在μ方法的框架下考虑平衡点的不确定性.此外,计算不确定特征多项式的值域范围,并使用除零条件来判断其鲁棒稳定性.仿真数值结果给出了鲁棒颤振速度的上下界,表明了方法的有效性.     

考虑发动机推力影响的机翼颤振分析

发动机安装在机翼上时,其推力具有典型的随动特征,并对机翼颤振产生重要影响.基于有限元分析软件MSC/Nastran的DMAP开发,提出了一种考虑发动机推力和几何非线性影响的机翼颤振分析方法.作为验证,分析了推力对某高空长航时飞行器机翼颤振速度的影响,与已有结果吻合良好.对一带有两个发动机的复杂机翼结构进行了结构建模和颤振分析,重点分析了推力大小及作用位置对颤振速度的影响.结果表明,发动机的推力效应在颤振分析中是不应忽略的.     

机载导弹导轨式发射过程安全性分析

基于吊挂与导轨之间的接触动力学，建立了一种机载导弹导轨式发射过程的有限元仿真分析模型，对发射过程的安全性进行深入研究。该方法能综合考虑载机的机动运动、吊挂与导轨之间的碰撞摩擦、导弹的气动载荷及发动机内压等各种因素的影响，来模拟导弹轨上运动的真实物理过程。对某一响尾蛇导弹的典型发射状态进行了仿真分析，并研究了侧向气动力、偏航气动力矩、机体的垂向过载和滚转角速度等对导弹轨上运动过程的影响，分析结果可为导弹设计提供重要参考。该方法具有较高的分析精度和工程实用性，为机载导弹发射过程的安全性问题提供了有效分析手段。     

基于Grünwald-Letnikov定义改进的短记忆原理方法

提出一种改进的短记忆原理方法，即将传统的短记忆原理(short memory principle, SMP)对时间的截断替换为对二项式系数的截断，然后有限数量的二项式系数反复应用于不断倍增的步长，直至覆盖所有先前的时间点。该方法的目的是用小步长保证计算精度，同时用逐渐增大的步长减少计算量。采用带有分数阶阻尼的受迫振动、分数阶非线性Duffing方程和分数阶Lorenz混沌系统为算例说明了该方法的准确性和有效性。