航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2012年
12期
2171-2182
,共12页
旋翼%气动弹性%Broyden法%多体系统动力学%稳定性
鏇翼%氣動彈性%Broyden法%多體繫統動力學%穩定性
선익%기동탄성%Broyden법%다체계통동역학%은정성
建立了旋翼多体系统气动弹性模型并给出了一种适合于该模型响应计算的数值计算方法.采用柔性多体系统动力学方法建立旋翼气动弹性模型,利用驱动约束显著简化约束方程形式,集成大变形桨叶模型,准确考虑变形的非线性,适合于对采用柔性结构的先进旋翼进行气动弹性分析.基于Broyden法改进隐式积分法积分一步中非线性方程的求解,避免求取切线矩阵和矩阵求逆运算,保持隐式积分法具有较好稳定性的同时提高计算效率,解决了旋翼多体系统气动弹性力学方程隐式表达且具有较强非线性和较高刚性比造成的响应计算困难.通过模型旋翼桨叶响应计算验证了结构模型与气动弹性响应求解方法.采用建立的气动弹性模型计算悬停和前飞状态旋翼气动弹性稳定性,与试验结果对比验证了模型的正确性.研究了不同的稳定性计算方法、桨叶结构模型和入流模型等对悬停和前飞稳定性计算的影响,结果表明本文所采用的结构、气动模型及气动弹性稳定性计算方法提高了气动弹性稳定性分析精度.
建立瞭鏇翼多體繫統氣動彈性模型併給齣瞭一種適閤于該模型響應計算的數值計算方法.採用柔性多體繫統動力學方法建立鏇翼氣動彈性模型,利用驅動約束顯著簡化約束方程形式,集成大變形槳葉模型,準確攷慮變形的非線性,適閤于對採用柔性結構的先進鏇翼進行氣動彈性分析.基于Broyden法改進隱式積分法積分一步中非線性方程的求解,避免求取切線矩陣和矩陣求逆運算,保持隱式積分法具有較好穩定性的同時提高計算效率,解決瞭鏇翼多體繫統氣動彈性力學方程隱式錶達且具有較彊非線性和較高剛性比造成的響應計算睏難.通過模型鏇翼槳葉響應計算驗證瞭結構模型與氣動彈性響應求解方法.採用建立的氣動彈性模型計算懸停和前飛狀態鏇翼氣動彈性穩定性,與試驗結果對比驗證瞭模型的正確性.研究瞭不同的穩定性計算方法、槳葉結構模型和入流模型等對懸停和前飛穩定性計算的影響,結果錶明本文所採用的結構、氣動模型及氣動彈性穩定性計算方法提高瞭氣動彈性穩定性分析精度.
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