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基于CFD和CSD耦合的涡激振和颤振气弹模拟 被引量:16
1
作者 李永乐 朱佳琪 唐浩俊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期85-89,114,共6页
以FLUENT为研究工具,利用微分方程的数值解法和动网格技术,基于松耦合方法将Newmark算法通过UDF嵌入Fluent软件中,实现了CFD和CSD耦合的分析方法。通过建立二维方柱绕流模型,计算了竖向单自由度振动方柱在不同风速下的斯托罗哈数和最大... 以FLUENT为研究工具,利用微分方程的数值解法和动网格技术,基于松耦合方法将Newmark算法通过UDF嵌入Fluent软件中,实现了CFD和CSD耦合的分析方法。通过建立二维方柱绕流模型,计算了竖向单自由度振动方柱在不同风速下的斯托罗哈数和最大振幅的变化情况,模拟了涡激共振锁定现象,并与静态绕流的结果进行了对比。建立了具有竖向振动和扭转振动二自由度的薄平板模型,并识别了该平板的颤振导数,进一步对其弯扭耦合颤振临界风速进行了逼近计算,本方法得到的颤振临界风速与Scanlan理论公式和Selberg理论公式吻合较好。 展开更多
关键词 cfd和CSD耦合分析 动网格 涡激振 颤振 气弹效应
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时域CFD/CSD耦合方法能量精度分析及应用
2
作者 窦怡彬 徐敏 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2011年第6期62-68,共7页
研究两类时域计算流体力学/计算结构力学(CFD/CSD)耦合方法:串行分区方法和并行分区方法。从耦合界面能量守恒的角度分析不同耦合方法对能量守恒误差的影响。在非同位方法和并行分区方法的基础上提出非同位并行分区方法。使用不同的耦... 研究两类时域计算流体力学/计算结构力学(CFD/CSD)耦合方法:串行分区方法和并行分区方法。从耦合界面能量守恒的角度分析不同耦合方法对能量守恒误差的影响。在非同位方法和并行分区方法的基础上提出非同位并行分区方法。使用不同的耦合方法,对二维气动弹性算例Isogai Wing进行计算,结果表明减小耦合界面上的能量守恒误差可以有效的提高计算精度,效率高于紧耦合方法;非同位分区方法的能量守恒误差小于同位分区方法,并且可以使控制方程满足界面连续条件;非同位并行分区方法继承非同位分区方法和并行分区方法的全部优点,采用该方法计算颤振边界,和文献结果吻合。 展开更多
关键词 振动与波 气动弹性 cfd/CSD耦合方法 串行分区方法 并行分区方法
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飞行器跨声速气动弹性数值分析 被引量:12
3
作者 杨国伟 钱卫 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期769-776,共8页
将流体和结构运动方程分别构造为含子迭代的计算格式,发展了一种紧耦合气动弹性分析方法.其中流体计算的空间离散采用改进的HLLEW(Harten—Lax-van Leer-Einfeldt-Wada)格式. TFI(transfinite inter- polation)方法用于生成随结构变形... 将流体和结构运动方程分别构造为含子迭代的计算格式,发展了一种紧耦合气动弹性分析方法.其中流体计算的空间离散采用改进的HLLEW(Harten—Lax-van Leer-Einfeldt-Wada)格式. TFI(transfinite inter- polation)方法用于生成随结构变形的自适应多块动网格.利用所发展的方法,对-翼-身-尾气动外形,数值预测了马赫数在0.3-1.3范围内的气动颤振边界.并详细研究了时间步长、子迭代步数、初始流场、耦合方法、疏密网格对颤振计算结果的影响. 展开更多
关键词 气动弹性 颤振边界 耦合算法 计算流体力学
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一种流体-结构耦合计算问题的网格数据交换方法 被引量:28
4
作者 徐敏 史忠军 陈士橹 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期532-535,共4页
气动 /结构耦合数值模拟是研究非线性气动弹性的基础。数据交换和插值是非线性气动弹性仿真问题的关键。目前的插值方法不能满足非线性气动弹性问题。本文提出了一种有限元四节点 ( FEFN)插值方法。该方法是一种局部插值方法 ,并不依赖... 气动 /结构耦合数值模拟是研究非线性气动弹性的基础。数据交换和插值是非线性气动弹性仿真问题的关键。目前的插值方法不能满足非线性气动弹性问题。本文提出了一种有限元四节点 ( FEFN)插值方法。该方法是一种局部插值方法 ,并不依赖于结构模型带来的整体信息。以圆柱体为具体算例 ,插值结果与有限平板插值方法 ( IPS)进行了算例对比 ,表明 FEFN方法更能代表计算物体的表面 ,且计算简单、计算量小、误差小 ,是一种适合计算流体力学 ( CFD) /计算结构动力学( CSD)耦合仿真的界面数据交换工具。 展开更多
关键词 流固耦合 非线性气动弹性 耦合cfd/CSD界面算法
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头部波系对气动舵颤振特性的影响研究 被引量:1
5
作者 陈浩 徐敏 +1 位作者 王雅彬 康伟 《航空计算技术》 2016年第6期16-20,共5页
以分析头部波系对气动舵颤振的影响为目的,采用CFD/CSD耦合算法。在耦合中采用保形动网格策略保持弹身和舵面的几何外形。对单独舵面和舵身组合体计算发现:与单独舵面相比,舵身组合体颤振边界随马赫数升高下降更快;在Ma=7时,单独舵面尚... 以分析头部波系对气动舵颤振的影响为目的,采用CFD/CSD耦合算法。在耦合中采用保形动网格策略保持弹身和舵面的几何外形。对单独舵面和舵身组合体计算发现:与单独舵面相比,舵身组合体颤振边界随马赫数升高下降更快;在Ma=7时,单独舵面尚未颤振而组合体中的舵面已颤振。其机理为头部波系对气动舵的影响:马赫数升高,头部圆锥激波内移,膨胀低压区缩小,舵面上激波和外流场的总影响区扩大,气动舵更易颤振。 展开更多
关键词 气动弹性 颤振 cfd/CSD耦合 保形 波系 操纵面
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Flutter analyses of complete aircraft based on hybrid grids and parallel computing 被引量:6
6
作者 ZHENG GuanNan YANG GuoWei QIAN Wei 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 2013年第2期398-404,共7页
A tightly coupled method was developed to analyse aeroelasticity by constructing subiterative schemes for fluid and structural equations of motion,respectively.With MPI partition parallel computing,the fluid was solve... A tightly coupled method was developed to analyse aeroelasticity by constructing subiterative schemes for fluid and structural equations of motion,respectively.With MPI partition parallel computing,the fluid was solved by Navier-Stokes equations based on hybrid grids.A new unstructured background grid deformtion method was used for the CFD grid deformation.The transonic flutter wind tunnel model of a complete aircraft was simulated to validate the developed method.The flutter characteristics of the aircraft was analysed and compared with the test results.It indicates that the devoloped method has a relatively higher precision and can be used for aeronautical engineering application. 展开更多
关键词 cfd CSD aeroelasticity coupled method flutter MPI
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基于CFD/CSD耦合的高速空气舵系统颤振边界计算
7
作者 顾铭峰 南宫自军 王亮 《战术导弹技术》 北大核心 2021年第3期1-6,27,共7页
高速飞行器空气舵工况愈发恶劣,随着CFD和CSD计算技术的不断发展,高精度的空气舵颤振边界计算相关研究得到学术界广泛关注。采用CFD技术进行非定常气动力的计算,采用CSD技术进行真实舵系统的结构动力学分析,采用径向基函数(RBF)插值的... 高速飞行器空气舵工况愈发恶劣,随着CFD和CSD计算技术的不断发展,高精度的空气舵颤振边界计算相关研究得到学术界广泛关注。采用CFD技术进行非定常气动力的计算,采用CSD技术进行真实舵系统的结构动力学分析,采用径向基函数(RBF)插值的方法实现两种网格的数据交互,从而建立起CFD/CSD耦合计算的气动弹性仿真平台。以文献中的空气舵为例,计算在不同来流工况下的时域响应结果,最终得到该空气舵的颤振临界动压。对比风洞试验结果表明:仿真计算结果与试验结果基本吻合,该气动弹性仿真平台具有较好计算精度,可为空气舵设计提供一定的工程指导。 展开更多
关键词 cfd/CSD耦合 颤振 空气舵 气动弹性仿真 时域 临界动压
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基于流固耦合的激波/边界层干扰作用下壁板颤振特性
8
作者 刘为佳 李映坤 +1 位作者 陈雄 李春雷 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期108-121,共14页
为了解激波/边界层干扰作用下壁板气动弹性及其对流动分离的影响,采用自主开发的双向流固耦合求解器,对不同激波冲击位置下壁板的振动响应和流动特性进行了数值模拟研究。壁板几何非线性运动方程采用有限差分法求解,基于有限体积法求解N... 为了解激波/边界层干扰作用下壁板气动弹性及其对流动分离的影响,采用自主开发的双向流固耦合求解器,对不同激波冲击位置下壁板的振动响应和流动特性进行了数值模拟研究。壁板几何非线性运动方程采用有限差分法求解,基于有限体积法求解Navier-Stokes方程组,对流通量采用MUSCL和AUSMPW+格式离散,双向流固耦合采用交错迭代算法。研究结果表明:激波/边界层干扰作用下壁板振动位移先增大后减小,经若干振荡周期后达到稳定颤振状态,呈现二阶振动模态,壁板变形相对于激波冲击位置呈现非对称性,壁板前部分的振幅始终小于壁板后部分;激波冲击位置可显著改变壁板的颤振振幅、频率及分离区长度,当激波冲击位置靠近壁板两端时,壁板振动最终收敛达到静稳定状态;壁板振动响应与流场特征不随激波冲击位置的改变而单调变化,对于激波冲击位置x/a=0.35工况,壁板颤振可有效抑制激波/边界层干扰流动分离。 展开更多
关键词 壁板颤振 激波/边界层干扰 流固耦合 气动弹性 流动特性
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非线性壁板颤振分析 被引量:5
9
作者 安效民 胥伟 徐敏 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1119-1127,共9页
利用一种改进的计算流体力学与计算结构动力学(CFD/CSD)耦合方法研究了由气动和结构几何非线性引起的壁板颤振问题。在非定常气动力计算中,考虑了通量分裂格式、隐式时间推进方法和几何守恒律;二维和三维壁板的结构几何非线性建模则采... 利用一种改进的计算流体力学与计算结构动力学(CFD/CSD)耦合方法研究了由气动和结构几何非线性引起的壁板颤振问题。在非定常气动力计算中,考虑了通量分裂格式、隐式时间推进方法和几何守恒律;二维和三维壁板的结构几何非线性建模则采用了有限元的协同旋转理论,并利用一种近似能量守恒算法求解结构的非线性响应。流场和结构求解器采用二阶松耦合方法联立求解,并将其应用于壁板在超声速、跨声速和亚声速的颤振计算中。当考虑结构几何非线性和气动非线性时,出现了典型的极限环振荡现象,并对颤振边界和极限环振荡幅度进行了对比分析。 展开更多
关键词 非线性气动弹性 极限环振荡 壁板颤振 几何非线性 cfd/CSD耦合
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