转捩位置对全动舵面热气动弹性的影响

• 作者: 刘成 叶坤 叶正寅
• 来源期刊: 力学学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 高超声速 附面层转捩 热气动弹性 不确定性 当地流活塞理论
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 流体力学
• 页码范围: 802-810
• 页数: 9页
• 分类号: V211.47
• 字数: 4997字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/0459-1879-17-016

摘要

高超声速附面层的转捩预测一直是流体力学研究中的难点,转捩前后物面的摩擦系数和传热系数会发生改变,转捩位置的不同会影响到飞行器表面热环境,进而使得飞行器的气动弹性特性发生显著变化.鉴于高超声速附面层转捩预测的不确定性,本文分析了转捩位置对高超声速全动舵面热气动弹性的影响.首先分别用层流模型和湍流模型求解N-S方程,得到气动热环境,并对气动热进行参数化;然后在不同转捩位置情况下构造出不同转捩位置的热分布模型,基于此种温度分布,结合热应力和材料属性的影响分析结构的热模态,将结构模态插值到气动网格上,采用基于CFD的当地流活塞理论进行气动弹性分析.以M=6,H=15 km的某舵面为对象进行计算,结果表明:(1)随着转捩位置向后缘移动,结构频率上升,结构颤振速度呈增大趋势,转捩位置的变化能够带来颤振临界速度最大6%的变化量;(2)当转捩位置位于舵轴附近时,结构的颤振特性变化剧烈.通过刚度特性的分解和分析发现,导致颤振特性变化的主要因素在于舵轴的刚度特性变化,舵轴的影响量占整个结构刚度特性变化量的80%以上.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	叶正寅	西北工业大学航空学院	200	1433	19.0	27.0
2	刘成	西北工业大学航空学院	9	39	4.0	5.0
3	叶坤	西北工业大学航空学院	16	52	5.0	6.0