一种仿生蜻蜓式垂直起降喷管的流动特性分析及优化设计

为提高飞行器排气系统的隐身性及机动性,提出了一种仿生蜻蜓式垂直起降喷管,并对不同模式下喷管的流动特性及流道优化进行研究。首先运用CFD方法分别对常规巡航、S形隐身以及垂直起降模式下的蜻蜓式垂直起降喷管进行流场数值仿真,探究该喷管的流动特性;然后在此基础上,分别研究喷管各舱段间相对转角对S形隐身模式及垂直起降模式下喷管气动特性的影响规律,得出相应模式下气动性能较优的蜻蜓式垂直起降喷管。研究结果表明:相同条件下,常规巡航模式下喷管气动性能较优;各舱段相对转角对喷管气动性能有较大影响,其中转角θ_(1)、θ_(2)、θ_(3)分别为-34°、12°、22°的S形隐身模式喷管以及θ_(1)、θ_(2)、θ_(3)分别为35°、30°、30°的垂直起降模式喷管的综合气动性能较优。

任意直四边形复合材料层合板振动特性研究

为研究任意直四边形板的振动机理,本文基于一阶剪切变形理论推导任意直四边形复合材料层合板的振动控制方程和一般弹性边界方程,并采用无网格法对方程进行离散化处理得到结构的振动特征方程,同时结合移动最小二乘法对离散化的振动特征方程进行求解。在验证了所建模型的正确性和收敛性的前提下,研究了材料杨氏模量比、结构边界条件、结构纤维铺设方式与铺设层数对层合板振动特性的影响。研究表明:本方法能有效预测任意直四边形层合板的振动特性。纤维铺设方式为[θ,-θ]时,随着铺设角度θ的变化,板的无量纲固有频率有关于θ=90°对称的现象,其余铺设方式则没有对称性。板的无量纲固有频率随着铺设层数的增加呈锯齿状增加的趋势。

功能梯度开孔平行四边形板的等几何振动分析

针对功能梯度开孔平行四边形板的自由振动问题,本文基于一阶剪切变形层合理论,利用等几何法研究开矩形孔的功能梯度平行四边形板的振动特性。结构位移变量采用具备高阶连续性的非均匀有理B样条函数表征,并引入边界弹簧和坐标映射技术建立一般边界下功能梯度开孔板的自由振动模型。数值算例中,通过等几何法结果与有限元结果间的对比验证等几何法模型的正确性,进而分析梯度指数、边界约束、几何角度等对开孔板振动特性的影响。结果表明:板的频率参数随铝基成分增加而减小,边界刚度增大会使结构频率增大,角度对结构频率的影响与模态阶次、边界条件相关联。