一种基于结构动力学的柔性扑翼气动结构耦合方法研究

• 作者: 宋文萍 宋笔锋 杨文青 陈利丽
• 来源期刊: 航空学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 扑翼 气动结构耦合 非定常流动 空气动力学 结构动力学 柔性结构
• 年，卷（期）: 2013,（12）
• 所属期刊栏目: 流体力学与飞行力学
• 页码范围: 2668-2681
• 页数: 14页
• 分类号: V211.3
• 字数: 6649字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7527/S1000-6893.2013.0328

摘要

基于结构动力学理论,发展了一套适用于扑翼气动结构耦合特性的数值模拟方法:采用计算流体力学(CFD)方法数值模拟扑翼的非定常绕流,得到扑翼的非定常气动特性,基于计算结构力学(CSD)方法求解扑翼结构动力学方程得到扑翼的动态结构变形位移,从而得到周期内各时刻的扑翼外形,重复上述过程直至气动、结构变形均收敛.其中,扑翼非定常气动特性通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程得到.对于结构动态特性,首先基于Hamilton原理推导了扑翼的结构运动方程,并对动能和应变能进行变分,得到扑翼动力学方程,然后利用结构有限元方法对该方程进行离散并求解.通过与实验结果进行对比,验证了本文所发展求解程序的有效性.在此基础上针对实际柔性扑翼的简化模型展开数值模拟,研究了柔性变形对扑翼气动特性的影响,并进一步对刚性和柔性扑翼流场细节进行比较,分析研究了结构变形对柔性扑翼气动特性的影响机理.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	宋笔锋	西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家重点实验室	309	3053	24.0	38.0
2	宋文萍	西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家重点实验室	79	847	17.0	23.0
3	杨文青	西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家重点实验室	16	115	7.0	10.0
4	陈利丽	西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家重点实验室	4	20	3.0	4.0