连续变速颤振试验的实时颤振边界预测系统

实时颤振边界预测系统主要用于完成飞机颤振试验过程中对颤振临界速度的预测。该系统基于非平稳信号处理理论设计开发,融合了多种结构阻尼与稳定性分析方法。本文概述了系统的主要结构与工作原理,并应用数值仿真和实际工程试验验证考核了系统的有效性。该系统操作简便、结果可靠、界面友好,可以满足连续变速颤振试验的工程要求。     

碰撞阻尼器抑制机翼／外挂颤振的研究

对利用碰撞阻尼器抑制机翼／外挂颤振问题进行了研究，分析了碰撞阻尼器抑颤的机理，提出了“模态转移抑颤”的概念．针对碰撞阻尼器的非线性阻尼特性，在抑颤机理分析中采用了等效线化法和数值仿真法两种途径，并对一个带翼尖外挂的准三角机翼模型进行了抑颤风洞实验．实验结果及理论计算都证明了该方案的可行性：在机翼外挂联接处安装碰撞阻尼器后，系统的颤振速度提高了２９．４％，颤振品质也大获改善。     

桥梁气动自激力阶跃函数及时域颤振的数值算法

从航空学中机翼断面的阶跃升力函数着手,阐述其用于桥梁断面气动力表达的演变过程及存在的问题,选取适合桥梁断面气动力时域表达的升力以及升力矩阶跃函数形式并讨论其合理性。以正确模拟基于试验的桥梁断面自激力线性表达式为目标,提出阶跃函数各控制参数非线性拟合的线性搜索方法并给出合理的参数控制区间,有效地避免过大的阶跃函数瞬态值与长时间衰减过程所造成的自激力时域模拟失真现象。通过某大桥的三维颤振时域分析,对数值算法中若干关键影响因素进行讨论。     

振荡压气机叶栅叶片表面非定常响应以及气弹稳定性分析

发展并验证了一种适用于叶轮机内部非定常跨音流动诱导的叶片气弹问题的高效、准确的数值模拟方法。采用有限体积的多块结构化网格形式,多重网格方法加速收敛,隐式的双时间步时间推进,Spalart-Allmaras（S-A）湍流模型求解非定常雷诺平均Navier-Stokes方程。通过气动弹性标准算例10,叶片在高亚音和跨音流动下做弯曲振动,分析了流动状态、折合频率以及叶片间相位角对叶片表面非定常气动力响应以及叶栅气弹稳定性的影响。分析结果表明激波在此跨音振荡压气机叶栅中起失稳作用,叶片间相位角对气弹稳定性的影响在高折合频率下被加强。     

超音速飞行器翼—身组合体的颤振研究

飞行器的颤振是结构在高速气流中发生的一种自激振动现象,而这种现象在超音速和高超音速飞行器上极易发生。由于飞行器自身结构的复杂性,传统的组合体结构颤振分析在这种工况下会产生较大误差。利用特别适合复杂结构建模的动态子结构方法,针对飞行器在超音速飞行状态下高超音速流与飞行器自身结构的特点,考虑机翼、机身组合布局在颤振形态上产生的复杂情况,利用动态子结构中自由界面模态综合法,将整个飞行器分成机身、机翼子结构,基于非线性气动理论结合有限元计算软件,计算气动力分布情况并建立飞行器翼—身组合体系统的振动微分方程,对其进行颤振特性分析,得到飞行器在所设工况下的振动与颤振特性与颤振临界状态,实现全机气动弹性问题的仿真计算。为动态子结构方法应用于超音速飞行器的颤振研究提供理论基础,拓展了超音速飞行器组合体颤振的计算方法。     

输液管道颤振失稳的时滞控制

采用时滞主动控制方法对输液管道的颤振失稳进行控制,以提高输液管道系统的临界流速.首先构造时滞控制策略并建立时滞控制的偏微分方程;然后利用伽辽金法离散时滞偏微分方程将其转化为时滞微分方程组,从理论上分析时滞微分方程的稳定性,并通过Matlab Biftool软件包对时滞控制系统的特征根分布情况进行模拟,与稳定性理论分析结果相当吻合;最后通过有限差分法对时滞偏微分方程进行数值模拟,与稳定性理论分析结果基本吻合.结果表明:通过时滞主动控制输液管道的颤振,控制策略简单,而且效果较好.     

热环境下三维壁板大气紊流动力响应分析

将大气紊流速度分解为平均速度和脉动速度两部分,基于一阶活塞理论求得其气动力,结合VonKarman大变形非线性几何应变-位移关系和伽辽金方法,建立了热环境下三维壁板在大气紊流下的气动弹性运动方程,先用频域分析法讨论了热环境对壁板稳定性的影响,再根据随机理论对壁板结构均方根响应值进行分析。结果表明:当来流平均动压接近和超过颤振临界动压时,壁板结构的均方根响应值随平均动压和温度的增大而增加,但其值仅在来流平均动压接近颤振临界动压时随紊流强度变化显著,对紊流尺度的变化不敏感。     

考虑随从力作用的运动粘弹性板的动力稳定性

从二维粘弹性微分型本构关系出发,建立了运动Kelvin-Voigt粘弹性矩形薄板受切向均布随从力作用下的运动微分方程,采用归一化幂级数法,导出了四边简支运动粘弹性板在随从力作用下的复特征方程。分析了系统的前三阶复频率与量纲一运动速度、量纲一延滞时间及量纲一随从力的变化关系。计算结果表明:量纲一延滞时间、量纲一运动速度和量纲一随从力对运动非保守粘弹性板的动力稳定性有着显著的影响。     

吸振夹层壁板颤振抑制的吸振器频率设计

摘 要：为了完善在夹层壁板的芯层安装微型动力吸振器来抑制壁板颤振这一新方案,研究了吸振夹层壁板中悬臂梁式动力吸振器的频率设计方法。基于壁板颤振的模态耦合机理,分别以单频率设计和双频率设计原则来确定吸振夹层壁板的吸振器频率。结果表明,所有微型吸振器按单频率设计时,存在一个不等于原夹层壁板颤振耦合模态频率和颤振频率的吸振器最佳设计频率,使得吸振夹层壁板的颤振速度最大;微型吸振器按双频率设计时,吸振夹层壁板的最大颤振速度远大于按单频率设计的最大颤振速度。     

气动扰流对飞机T型尾翼跨音速颤振影响的试验研究

跨音速颤振试验通常在稳定的理想流场中进行,不考虑实际非稳定流场的气动扰流对颤振特性的影响。在飞机T型尾翼跨音速颤振试验中,通过设置一种气动扰流装置对风洞流场实施干扰以研究气动扰流对飞机T型尾翼跨音速颤振特性的影响。试验结果表明,气动扰流可以将飞机T型尾翼的颤振耦合模态从平尾弯扭耦合型改变为垂尾弯扭耦合型;可显著降低飞机T型尾翼的颤振动压,翼面外气动扰流较翼面内气动扰流对飞机T尾颤振特性的影响作用大。其原因在于施加的气动扰流所诱导产生的跨音速激波作用在垂尾翼面上改变了垂尾的非定常气动力,引起气动刚度和气动阻尼发生改变,由于平尾的气动阻尼相对较大,可以预计,一旦气动扰流引起垂尾的气动阻尼迅速减小到其临界颤振阻尼,则会引起垂尾弯扭耦合颤振型先于平尾弯扭耦合颤振型发生,从而表现出T尾颤振动压的降低。在颤振模型风洞试验中,当风洞试验结果与期望不一致时,需要研究气动扰流的影响。