基于CFD/CSD耦合算法的机翼颤振分析

用计算流体力学／计算结构力学（CFD／CSD）耦合算法对标准气动弹性模型AGARD445．6机翼作了颤振分析，主要研究机翼的跨音速颤振求解问题。采用常体积转换法（CVT）进行流体与结构之间的数据交换并运用松耦合方法对气动弹性方程进行时域推进仿真。计算机翼在Ma=0．499～1．072的颤振边界，并将计算结果同偶极子格网法（DLM）的计算结果与试验结果比较，结果显示CFD／CSD耦合计算结果较DLM计算结果更接近于试验值，尤其是在非线性强的跨音速区域。可见，CFD／CSD耦合计算比DLM具有很大的优越性。

柔性翼微型飞行器流固耦合数值模拟

根据分区耦合原理,提出了一种计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)/计算结构力学(Computational structural dynamics,CSD)的流固耦合计算方法。结构有限元模型基于完全拉格朗日(Total Lagrange,T.L.)格式求解结构几何非线性。气动计算基于有限体积离散的任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrangian-Eulerian,ALE)N-S方程。通过交替数字二叉树(Alternating digital tree,ADT)搜索技术识别两套网格系统之间的宿主-受体关系,采用常体积转换(Constant volume transformation,CVT)和反距离权重(Inverse distance weighting,IDW)法完成网格系统间的数据交换,使用Delaunay图映射法来处理网格移动。将自编的非线性结构有限元程序和接口程序与南航微型飞行器中心的3D2 MUFS流体计算程序相连接,应用于柔性翼微型飞行器的气动计算中。数值计算结果与实验数据吻合良好,验证了该流固耦合计算方法和程序的可靠性和可行性。

CFD/CSD耦合计算研究

基于流体———结构干扰计算中流体和结构网格之间的数据交换方法的研究 ,提出了一种改进的常体积转换法 (CVT) ,即引入面积限制值来保证网格插值的质量。运用该方法对两种常规外形 :机翼和弹体圆柱段进行了插值计算 ,并与无限平板样条法 (IPS)进行了比较和误差评估。认为改进的CVT插值方法能避免原CVT方法可能出现的异常情况 ,且大大提高了插值精度 ,是一种适合用于CFD CSD耦合计算接口界面的插值方法。

机翼的静气动弹性分析方法研究

研究静气动弹性问题一大关键是要解决流固数据耦合。本文采用Jameson的中心差分有限体积法求解Euler/N-S方程,以结构影响系数法计算结构的弹性变形,用三角元面积加权法和常体积转换法(CVT)实现流固力的耦合,用无限平板样条法(IPS)或者常体积转换法实现位移的插值,提出一种静气动弹性分析方法,并进行了弹性机翼的算例验证。

基于CFD/CSD分区耦合的气动弹性数值模拟

提出了一种改进的常体积转换局部插值方法和判断两套网格之间宿主-受体关系的高效算法。结构计算采用带面内旋转自由度的四节点四边形平板壳单元模型,气动计算基于有限体积离散的任意拉格朗日-欧拉(ALE)格式N-S方程,并采用Delaunay图映射法来处理网格移动。根据分区耦合原理,建立一套基于计算流体力学(CFD)/计算结构力学(CSD)的气动弹性计算方法,并应用于AGARD445.6机翼颤振速度系数和颤振频率系数、切尖三角翼的翼尖颤振幅值和颤振频率的分析中。与已有文献相比,数值计算结果误差分别为7.85%和9.46%、7.28%和1.03%,相对较小,验证了该气动弹性分析方法和程序的可靠性和可行性。

基于Euler/N-S方程的跨音速非线性静气动弹性问题研究

在C-H网格的基础上,采用Jam eson的中心差分有限体积法求解Eu ler/N-S方程,采用结构影响系数法计算结构的弹性变形,用三角元面积加权法和常体积转换法(CVT)实现流固耦合。

弹性三角翼的静气动弹性方法研究

静气动弹性问题的研究关键是要解决流固数据耦合的问题，即把气动力从气动网格点插值到结构点，由柔度影响系教法求得结构变形后，再把结构变形插值到气动网格上。本文在O-H网格的基础上，采用Jameson的中心差分有限体积法求解Euler／N—S方程，采用结构影响系数法计算结构的弹性变形，用三角元面积加权法和常体积转换法（CVT）实现流固力的耦合，采用无限平板样条法（IPS）实现位移的耦合。

基于Euler／N—S方程的跨音速非线性静气动弹性问题研究

本文在C—H网格的基础上，采用Jameson的中心差分有限体积法求解Euler／N—S方程，采用结构影响系数法计算结构的弹性变形，用三角元面积加权法和常体积转换法（CVT）实现流固耦合，计算了弹性后掠机翼在跨音速状态的静气动弹性问题。