超音速流中二元機(jī)翼非線性顫振研究.pdf

1、本文對超音速、高超音速來流下的線性及非線性二元圓弧機(jī)翼系統(tǒng)進(jìn)行了氣動(dòng)彈性顫振分析。主要內(nèi)容如下： 1、綜述了非線性氣動(dòng)彈性系統(tǒng)顫振研究的部分成果和最新發(fā)展動(dòng)態(tài)。 2、基于拉格朗日方程和超音速氣動(dòng)力的活塞理論建立超音速流中機(jī)翼顫振系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，分別采用V-g法和數(shù)值積分法對系統(tǒng)顫振速度進(jìn)行求解。 3、以一個(gè)在俯仰方向帶有初偏間隙非線性剛度的超音速二元機(jī)翼為模型，研究非線性氣動(dòng)彈性系統(tǒng)的雙穩(wěn)定極限環(huán)顫振問題

2、。在二階活塞理論計(jì)算非定常氣動(dòng)力和力矩的基礎(chǔ)上，采用基于KBM法一次漸近解的等效線化分析方法對非線性氣動(dòng)彈性系統(tǒng)的顫振進(jìn)行定性分析，得到關(guān)于等效線化剛度、顫振速度以及機(jī)翼振動(dòng)幅值的關(guān)系耦合圖。根據(jù)耦合圖判斷出在一定的來流速度范圍，系統(tǒng)存在著幅值一大一小的兩個(gè)穩(wěn)定極限環(huán)，即系統(tǒng)處于雙穩(wěn)定極限環(huán)顫振。為證明定性分析方法所得結(jié)果的正確性，采用數(shù)值積分法對原非線性方程進(jìn)行積分，結(jié)果表明，系統(tǒng)存在雙穩(wěn)定極限環(huán)。 4、討論結(jié)構(gòu)非線性和氣動(dòng)

3、力非線性對氣動(dòng)彈性系統(tǒng)顫振特性的影響。采用三階活塞理論計(jì)算非定常氣動(dòng)力，研究了在超音速、高超音速來流下結(jié)構(gòu)剛度呈三次立方非線性的二元圓弧機(jī)翼的Hopf分叉情況。利用中心流形理論對系統(tǒng)降維，基于后繼函數(shù)法判斷出系統(tǒng)的Hopf分叉點(diǎn)的真假中心及穩(wěn)定性問題。利用變步長龍格一庫塔法對顫振方程進(jìn)行數(shù)值積分，并結(jié)合分支問題的Liapunov第二方法判斷系統(tǒng)的Hopf分叉現(xiàn)象，結(jié)果表明，來流馬赫數(shù)較低時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生超臨界Hopf分叉，顫振極限環(huán)緩慢增大。