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宇航学报 2017年第8期38卷 813-821页

作者：陈志强赵永辉南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016

基于线性卷积和修正因子,发展了一种多参数空间的非线性、非定常气动力降阶模型(ROM),从而高效地获得准确的非定常气动力。首先,基于阶跃响应的卷积构建线性降阶模型;然后应用拉丁超立方抽样得到参数空间内的抽样点,分别计算各抽样点处... 详细信息

基于线性卷积和修正因子,发展了一种多参数空间的非线性、非定常气动力降阶模型(ROM),从而高效地获得准确的非定常气动力。首先,基于阶跃响应的卷积构建线性降阶模型;然后应用拉丁超立方抽样得到参数空间内的抽样点,分别计算各抽样点处的修正因子;利用Kriging插值得到整个参数空间内的修正因子,从而得到参数空间内的修正降阶模型。以Isogai机翼为研究对象,考虑马赫数、俯仰振幅、沉浮振幅和减缩频率的变化对降阶模型精度的影响;最后将模型降阶与模型结构方程耦合,进行气动弹性分析并预测颤振边界,由此论证了该降阶模型的有效性。

关键词：修正因子拉丁超立方抽样 Krigin插值非线性非定常气动力降阶模型(ROM)

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战斗机大迎角气动特性研究技术的发展与应用

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空气动力学学报 2022年第1期40卷 1-25页

作者：王海峰展京霞陈科陈翔陈梓钧成都飞机设计研究所成都610091

飞机布局的大迎角气动特性是决定飞行包线左边界的主要因素之一。飞行包线左边界区域的扩展增强了飞机的大迎角机动性和敏捷性,但是同时也极大地挑战着飞机的安全。几十年来,随着大迎角飞行研究技术的发展,战斗机飞行不断突破失速迎角... 详细信息

飞机布局的大迎角气动特性是决定飞行包线左边界的主要因素之一。飞行包线左边界区域的扩展增强了飞机的大迎角机动性和敏捷性,但是同时也极大地挑战着飞机的安全。几十年来,随着大迎角飞行研究技术的发展,战斗机飞行不断突破失速迎角附近及以上区域,将飞行左边界左移,扩大了飞行包线,减少了飞行限制,挖掘了战斗机的作战潜能。本文对战斗机大迎角飞行相关的气动特性研究技术,包括流动机理研究、数值计算方法研究、风洞气动试验、气动建模与数据库构建、气动与控制综合验证等关键技术的发展与应用进行了阐述。基于这些技术的发展,结合工程实践经验,提出了战斗机大迎角气动特性研究的整体思路和方法,包括大迎角气动力预先设计、气动力获取、气动力表达、气动力综合分析和气动-运动-控制一体化验证五个部分,以供相关装备研制参考。

关键词：大迎角非线性非定常气动力风洞试验气动力模型气动-运动-控制综合试验

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不同非平稳强风下大跨度悬索桥非线性风振响应分析

不同非平稳强风下大跨度悬索桥非线性风振响应分析

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作者：蔡金梅深圳大学

学位级别：硕士

随着大跨度悬索桥跨度的增长,其结构愈加轻柔、刚度小、阻尼小的特点凸显,对风作用的敏感性显著增加。风荷载是该类大跨悬索桥最主要的设计荷载。与此同时,近年来我国沿海地区台风灾害频发,非平稳特征突出的强台风作用下大跨度悬索桥的... 详细信息

随着大跨度悬索桥跨度的增长,其结构愈加轻柔、刚度小、阻尼小的特点凸显,对风作用的敏感性显著增加。风荷载是该类大跨悬索桥最主要的设计荷载。与此同时,近年来我国沿海地区台风灾害频发,非平稳特征突出的强台风作用下大跨度悬索桥的风致振动问题亟需系统深入地探讨。抖振虽然不能直接使桥梁损毁,但长期振动会影响桥梁的疲劳寿命和桥面行车的舒适感。在传统的桥梁风振分析中,来流被假定是平稳的,气动力采用准定常假设计算,如果采用平稳线性假设计算强台风作用下桥梁的风振响应可能会对桥梁结构抗风运营安全性埋下隐患。目前大跨度悬索桥的主梁断面主要有闭口箱梁和分体箱梁两种形式,本文分别以某分体箱梁和闭口箱梁悬索桥为研究对象,同时考虑强台风的非平稳特性和气动力的非线性非定常效应,开展非平稳强风风场下两种断面形式大跨悬索桥的非线性风振响应研究。首先,介绍桥梁风特性和非平稳风场模拟方法,归纳现有研究中常用的时变平均风生成方式和多种特点的调制函数。基于余弦型和指数型时变平均风速模型、两种典型的均匀调制函数与两种典型的非均匀调制函数生成桥址区的不同非平稳强风风场,并从空间非平稳性、紊流度、功率谱密度、和自相关函数方面验证该非平稳风场的可靠性。其次,基于非线性非定常气动力时域模型,分别建立分体箱梁和闭口箱梁两种断面形式的大跨度悬索桥非线性有限元模型,进行四种调制演变脉动风速模型和余弦函数时变平均风速模型组合下分体箱梁悬索桥的主梁风振响应的时、频分析,以及四种调制演变脉动风速模型和指数函数时变平均风速模型组合下闭口箱梁悬索桥的主梁风振响应的时、频分析,探究不同脉动风速模型和时变平均风速模型对非平稳风振响应的影响。结果表明:1)不管时变平均风公式输入的是指数型还是余弦型,非均匀调制风谱的脉动风其紊流度均高于均匀调制谱的情况;且水平向脉动风的紊流度高于竖向脉动风的紊流度;模拟的水平顺风向风速的时、空非平稳性均比竖向风速更显著。2)时变平均风取余弦函数类型时,扭转和侧向位移均方根的最大值基本在跨中截面,并在跨中两侧呈正对称分布,而竖向位移最大值在四分之一跨处。随着γ的增大,扭转、侧向、竖弯三向的位移均方根均增大;随着φ的增大,扭转、侧向的均方根值均减小。3)时变平均风取指数函数类型时,侧弯位移和竖弯位移均方根最大值基本位于跨中截面,并在跨中两侧呈正对称分布,而扭转位移最大值在四分之一跨。随着β的增大,指数型时变平均风会以非线性的形式减小,进而致使三向位移响应非线性地减小。4)当时变平均风相等时,非均匀调制风场下的全桥位移响应大于均匀调制的情况,表明整体风速相对于均值的离散程度越高,脉动特征越明显,全桥的位移响应就越大,即该种风场对桥梁结构的危害越大。5)风振位移响应的能量均主要集中在低频区。不同紊流风谱对应的风振位移功率谱密度峰值并没有十分大的差距,这一方面佐证了本文使用的四类调制函数及其演变风谱都是合理的;另一方面说明,从风振能量的角度来看,脉动风谱的选择不会对安全构成威胁。但是调制谱情况的局部功率谱密度更高,即调制风谱下主梁的振动能量相对于无调制的情况会在不同频带上发生迁移。

关键词：大跨悬索桥时变平均风调制演变谱非线性非定常气动力非线性风振响应时频分析

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