强迫振动和极限环振动时域响应的高效预测方法研究

作     者：刘艳 白俊强 华俊 刘南 LIU Yan;BAI Jun-qiang;HUA Jun;LIU Nan

作者机构：西北工业大学航空学院西安710072 中国航空研究院北京100012 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2016年第35卷第13期

页      面：140-147页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 08[工学] 080103[工学-流体力学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家"973"计划(2014CB744804) 

主　　题：代理模型 降阶模型 Kriging插值 非定常气动力 极限环振动 

摘      要：建立一种基于改进Kriging的KSBRF(Kriging-Surrogate-Based Recurrence Framework)降阶模型(ReducedOrder Model,ROM),用于高效地预测非线性非定常气动力及力矩、极限环振动(Limit Cycle Oscillations,LCO)等。首先基于Kriging代理模型建立非线性系统输入-输出关系的循环预测框架。然后对翼型做沉浮/俯仰组合运动时的非线性非定常气动力进行辨识。结果表明:在固定来流马赫数情况下,KSBRF预测结果与CFD计算结果吻合良好,阻力系数及俯仰力矩系数等的平均预测误差均在2.0%以内;在变来流马赫数情况下,升力系数和俯仰力矩系数的平均预测误差在2.5%以内,而阻力系数的预测误差则稍大,但也不超过7.0%。通过研究不同m,n取值对模型精度的影响,得出考虑历史效应有利于提高当前时间步的模型预测精度。除此之外,还对NACA64A010翼型的LCO振动形态进行预测,预测结果与CFD计算结果吻合良好,误差均保证均小于5.17%,节省近三分之二的计算时长。