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《科学通报》 2018年12期
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复杂跨声速气动弹性现象及其机理分析

张伟伟  高传强  叶正寅  
【摘要】:虽然跨声速颤振、抖振和嗡鸣等问题不是新的研究课题,但这些跨声速气动弹性问题时常困扰着航空航天飞行器的研制,这与其复杂性密切相关.跨声速气动弹性的复杂性源于流动的非线性和非定常特性,但其中的物理机制仍有待深入研究.本文以跨声速单自由度颤振、抖振锁频以及机翼弹性特征降低抖振边界等现象为例,阐述了这些复杂流固耦合现象的诱发机理,并对其相关性进行了系统性研究.研究指出,跨声速状态下的结构大幅振动大多与气动弹性稳定性相关,线化模型也能够很好地预报一些复杂动力学现象的发生边界.跨声速气动弹性的复杂性主要源于跨声速状态下流动的稳定性降低,与经典气动弹性问题相比,多出了一个流动模态,流动模态和结构模态之间的耦合常导致跨声速状态下发生特殊的气动弹性现象.

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