搜索平板颤振临界风速的追赶法

基于平板颤振理论,建立了用于确定含有8个颤振导数的平板颤振临界风速的双参数优化模型;提出了搜索该优化模型最优解的追赶法,该方法融合随机遍历性和反馈功能来快速获得最优目标。经算例验证,基于优化模型的追赶法计算简便,精度令人满意,为平板颤振参数的计算提供了新的有效途径。借助追赶法的强健性,能够方便地绘出平板颤振临界折算风速和当量频率的诺模图。

平板的颤振参数研究

基于平板颤振理论 ,建立了颤振双参数优化模型 ;提出了搜索该优化模型最优解的混沌新方法 ,该方法利用混沌的内在随机性和遍历性来获得全局最优解 ;并详细给出了图解法和迫近法搜索优化模型最优解的步骤 .经算例验证 ,上述 3种方法计算简便 ,精度高 ,为平板颤振频率、颤振风速和折算风速等颤振参数的确定提供了新的有效途径 .混沌方法人为参与程度低 ,稳定性强 。

平板颤振临界风速的参数灵敏度分析

建立了用于计算对称和非对称平板颤振临界风速的数学模型;详细分析了平板阻尼、宽度、质量、质量惯矩、竖弯频率、扭转频率、颤振导数、偏心质量和偏心距等参数对颤振临界风速的影响;提出并论证了平板颤振临界风速益损系数的诺模图理论,绘制了与各参数相关的诺模图.分析结果表明,借助新提出的益损系数概念,可以方便地进行颤振临界风速参数灵敏度分析,获得诸多定性和定量规律.

平板颤振导数的参数弹性研究

提出了颤振导数的“参数弹性”概念;基于复模态理论,计算了平板颤振导数的平板宽度、质量、质量惯矩、竖弯频率、扭转频率和空气密度6种参数弹性;绘制了8个颤振导数的参数弹性曲线和诺模图,分析了各自特点,获得了无量纲参数对颤振导数参数弹性的影响规律。分析结果表明,新提出的参数弹性具有概念无量纲、简洁、直观、实用特点,为颤振导数参数分析提供了一种新的有效途径。

不同风攻角下薄平板断面颤振机理研究

薄平板在汽轮机末级叶片和风力机叶片等领域获得了广泛的应用,也作为基准对象用于流线型箱梁的颤振研究中。由于不同来流攻角对薄平板气动性能的影响不同,因此研究不同攻角下薄平板的颤振机理,把握其颤振特性,对保障结构安全具有重要意义。以宽高比为40的薄平板模型为研究对象,基于不同风攻角下的颤振导数,采用双模态耦合颤振分析方法,通过对不同攻角下颤振过程中气动阻尼、弯扭运动相位的差异性分析,研究了薄平板在不同风攻角下的颤振机理,指出了影响颤振性能的主要原因。研究结果表明:0°和3°攻角下颤振性能相似,均为扭转主导的弯扭耦合颤振;在5°和7°攻角下,薄平板虽然发生扭转主导的弯扭耦合颤振,但此时非耦合气动力提供的气动正阻尼显著减小,而耦合气动力提供的气动负阻尼增强,因而直接导致了大攻角下薄平板颤振临界风速的显著降低;同时,随着攻角由小到大变化,弯扭运动间的相位差也随之变化,并在7°攻角下发生了翻转式性转变:由扭转运动滞后于竖向运动转变为了竖向运动滞后于扭转运动。研究成果揭示了薄平板在大攻角下颤振性能弱化的气动弹性力学机理,为工程薄平板的颤振设计提供了参考。