留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

飞行器机翼气动/结构耦合优化设计研究

杨党国 张征宇 孙 岩 高荣钊 朱伟军 王 超

杨党国, 张征宇, 孙 岩, 高荣钊, 朱伟军, 王 超. 飞行器机翼气动/结构耦合优化设计研究[J]. 工程力学, 2012, 29(11): 360-364. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.09.0665
引用本文: 杨党国, 张征宇, 孙 岩, 高荣钊, 朱伟军, 王 超. 飞行器机翼气动/结构耦合优化设计研究[J]. 工程力学, 2012, 29(11): 360-364. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.09.0665
YANG Dang-guo, ZHANG Zheng-yu, SUN Yan, GAO Rong-zhao, ZHU Wei-jun, WANG Chao. INVESTIGATION ON COUPLING AERODYANMIC AND STRUCTURAL DESIGN OPTIMAZATION FOR AIRCRAFT AIRFOIL[J]. Engineering Mechanics, 2012, 29(11): 360-364. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.09.0665
Citation: YANG Dang-guo, ZHANG Zheng-yu, SUN Yan, GAO Rong-zhao, ZHU Wei-jun, WANG Chao. INVESTIGATION ON COUPLING AERODYANMIC AND STRUCTURAL DESIGN OPTIMAZATION FOR AIRCRAFT AIRFOIL[J]. Engineering Mechanics, 2012, 29(11): 360-364. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.09.0665

飞行器机翼气动/结构耦合优化设计研究

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.09.0665
基金项目: 国家自然科学基金项目(51075385);“973”计划课题项目(2009CB723802)
详细信息
    通讯作者: 杨党国
  • 中图分类号: TH113

INVESTIGATION ON COUPLING AERODYANMIC AND STRUCTURAL DESIGN OPTIMAZATION FOR AIRCRAFT AIRFOIL

  • 摘要: 基于CFD/CSD耦合数值计算,以升力特性为优化目标,采用响应面算法优化光固化树脂材料的轻质F4风洞模型构型,寻得6个优化解,并采用光固化快速成型技术(SL)制作这6个F4风洞实验模型。实验结果表明:6个模型升力特性与国外静气动弹性修正后的结果较接近(特别是6#模型最为接近机翼弹性变形的三维效果),初步证明该文发展的气动/结构耦合优化设计方法基本可行,既为基于SL技术的轻质模型高速风洞应用提供了支持,又为多气动参数的飞行器气动/结构耦合优化和风洞试验数据静弹性修正建立了工作基础。
  • [1]
    [1] Dowell E H, Clark R, Cox D, et al. A modern course in aero-elasticity [M]. New York: Kluwer Academic Publishers, 2004: 1―6.
    [2] 管德. 飞机气动弹性力学手册[M]. 北京: 航空工业出版社, 1994: 126―134.
    [4] Guan De. Manual of aircraft aeroelasticity [M]. Beijing: Aviation Industry Press, 1994: 126―134. (in Chinese)
    [3] 陆桂彬, 邹丛青, 杨超. 气动弹性设计基础[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2004: 1―4.
    [6] Lu Guibin, Zhou Congqing, Yang Chao. Aero-elastic design fundament [M]. Beijing: Beijing University of Aeronautics and Astronautics Press, 2004: 1―4. (in Chinese)
    [4] Flomenhoft H I. Aero-elasticity and dynamic loads from 1903 to the supersonic era [R]. AIAA Paper-1597, 2000.
    [5] Manoj K, Bhardwai, Bakesh K K, Eric Reichenbach. A CFD/CSD interaction methodology for aircraft wings [R]. AIAA Paper-4783, 1998.
    [6] 张征宇, 杨党国 孙岩. 面向大型飞机机翼的非线性结构/气动力耦合优化设计关键技术研究实施方案[R]. 四川, 绵阳: 中国空气动力研究与发展中心高速所, 2008.
    [10] Zhang Zhengyu, Yang Dangguo, Sun Yan. A study scheme on key technologies of coupling nonlinear structure and aerodynamics design optimization for large aircraft wings [R]. Sichuan, Mianyang: High Speed Aerodynamics Institute of China Aerodynamic Research and Development Center, 2008. (in Chinese)
    [7] Van Der Velden. Application of MDO to large subsonic transport aircraft [R]. AIAA Paper-0844, 2000.
    [8] 贺天鹏, 徐元铭, Hasan Junaid Hasham. 计算气动弹性在飞行器设计中的研究与应用[J]. 飞机设计, 2007, 27(1): 1―6.
    [13] He Tianpeng, Xu Yuanming, Hasan Junaid Hasham. Research and application of computational aero elasticity in aircraft design [J]. Aircraft Design, 2007, 27(1): 1―6. (in Chinese)
    [9] Joseph A Garica, Guru P Guruswamy. Static aero-elastic characteristics of an advanced wing with a control surface using Navier-Stokes equations [R]. AIAA Paper-0796, 1999.
    [10] Schmitt, Alfred F. A least squares matrix interpolation of flexibility influence coefficients [J]. Journal of the Aeronautical Sciences, 1956, 23: 980―990.
    [11] Chen X Y, Zha G C, Hu Z J. Numerical simulation of flow induced vibration based on fully coup le fluid- structural interactions [R]. AIAA Paper-2240, 2004.
    [12] Geuzaine P, Zee K, Farhat C. Second-order time accurate loosely coupled solution algorithms for nonlinear fsi problems [C]. European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering, 2004.
    [13] Guruswarmy G P. Coupling finite difference/finite element approach for wing body aero-elasticity [R]. AIAA Paper-4680, 1992.
    [14] 王福军. 计算流体动力学分析-CFD软件原理与应用[M]. 北京: 清华大学出版社, 2004.
    [20] Wang Fujun. Analysis of computational fluid dynamics-CFD software theory and application [M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2004. (in Chinese)
    [15] Yuan X, Daiguj I H. A specially combined lower upper factored implicit scheme for three-dimensional compressible navier-stokes equations [J]. Computers and Fluids, 2001, 30(3): 339―363.
    [16] Daiguj I H, Yuan X, Yamamoto S. Stabilization of higher-order high resolution schemes for the compressible Navier-Stokes equations [J]. Int J Numerical Methods for Heat & Fluid Flow, 1997, 7(2/3): 250―274.
    [17] Venkayya V B, Tischler V A. Force and displacement transformations for aero-structure interaction analysis [R]. AIAA Paper-4348, 2004.
    [18] Advisory Group for Aerospace Research & Development. A selection of experimental test cases for the validation of CFD codes [R]. Agard Advisory Report No 303, Published August 1994.
    [19] 樊开导. 0.6m×0.6m跨超声速风洞性能与使用CARDC-2 [R]. 四川, 绵阳: 中国空气动力研究与发展中心高速所, 1990.
    [26] Fan Kaidao. The capability and applications of 0.6m×0.6m transonic and supersonic wind-tunnel CARDC-2 [R]. Sichuan, Mianyang: High Speed Aerodynamics Institute of China Aerodynamic Research and Development Center, 1990. (in Chinese)
    [20] 朱卫东, 张彬乾. C型机翼局部优化设计研究[J]. 飞行力学, 2009, 27(3): 11―14.
    [28] Zhu Weidong, Zhang Binqian. On partial optimization design for a C-wing configuration [J]. Flight Dynamics, 2009, 27(3): 11―14. (in Chinese)
    [29]  
    [30]  
    [31]
    [32]
    [33]
  • [1] 叶继红, 陆明飞.  单层空间网格结构刚性节点优化设计方法研究 . 工程力学, 2020, 37(2): 81-89,144. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0092
    [2] 高超, 贾娅娅, 刘庆宽.  相对厚度对翼型气动特性的影响研究 . 工程力学, 2020, 37(S): 380-386. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.S062
    [3] 张庆, 叶正寅.  排式双翼布局低雷诺数气动特性计算研究 . 工程力学, 2019, 36(10): 244-256. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0514
    [4] 姚志勇, 张楠, 夏禾, 李小珍.  基于重叠网格的三维车桥系统气动特性研究 . 工程力学, 2018, 35(2): 38-46. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.03.0254
    [5] 蒲利东, 罗务揆, 严泽洲.  气动伺服弹性系统结构陷幅滤波器优化设计 . 工程力学, 2018, 35(4): 235-241. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.12.0971
    [6] 朱世权, 李海元, 陈志华, 张辉.  弹性机翼静气动弹性数值研究 . 工程力学, 2017, 34(增刊): 326-332. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.03.S040
    [7] 金树, 任宗栋, 李宏男, 张卓群.  输电塔结构离散变量优化设计方法 . 工程力学, 2016, 33(11): 84-94. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.02.0102
    [8] 马杰, 陈志华, 孙晓晖, 薛大文.  超声速旋转火箭弹气动流场的微楔控制 . 工程力学, 2016, 33(6): 250-256. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.12.1083
    [9] 马杰, 陈志华, 孙晓晖, 薛大文.  射流控制条件下超声速尾翼弹的气动特性 . 工程力学, 2016, 33(9): 250-256. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.06.0523
    [10] 李永乐, 徐昕宇, 郭建明, 向活跃, 陈克坚.  六线双层铁路钢桁桥车桥系统气动特性风洞试验研究 . 工程力学, 2016, 33(4): 130-135. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.09.0741
    [11] 韩 艳, 胡揭玄, 蔡春声, 李仁发.  横风作用下考虑车辆运动的车桥系统气动特性的数值模拟研究 . 工程力学, 2013, 30(2): 318-325. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.07.0475
    [12] 曲 杰, 苏海赋.  基于代理模型的通风盘式制动器制动盘结构优化设计 . 工程力学, 2013, 30(2): 332-339. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.07.0459
    [13] 杨加明, 盛 佳, 张义长.  黏弹性复合材料结构的多目标优化设计 . 工程力学, 2013, 30(2): 19-23,37. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.09.0603
    [14] 董彦鹏, 吕振华.  基于蜂窝材料结构相似有限元模型的夹层结构抗爆炸冲击特性优化设计分析 . 工程力学, 2013, 30(7): 248-254. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.03.0148
    [15] 李永乐, 安伟胜, 蔡宪棠, 何庭国.  倒梯形板桁主梁CFD简化模型及气动特性研究 . 工程力学, 2011, 28(增刊I): 103-109.
    [16] 杨党国, 张征宇, 周志华, 孙 岩, 王 超.  光固化快速成型轻质模型跨声速风洞应用研究 . 工程力学, 2011, 28(9): 195-199,.
    [17] 杨德健, 王铁成.  双排桩支护结构优化设计与工程应用研究 . 工程力学, 2010, 27(增刊Ⅱ): 284-288.
    [18] 刘 锋, 张俊葆, 李丽娟.  基于粒子群算法的板结构离散优化设计 . 工程力学, 2009, 26(4): 27-031,.
    [19] 鲍四元, 邓子辰.  结构撞击响应的一种弹性模型及其精细求解 . 工程力学, 2008, 25(6): 0-017,.
    [20] 朱明程, 刘西拉.  协调维护和失效损失的结构优化设计 . 工程力学, 1994, 11(1): 138-144.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  487
  • HTML全文浏览量:  0
  • PDF下载量:  155
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-09-15
  • 修回日期:  2011-05-17
  • 刊出日期:  2012-11-25

飞行器机翼气动/结构耦合优化设计研究

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.09.0665
    基金项目:  国家自然科学基金项目(51075385);“973”计划课题项目(2009CB723802)
    通讯作者: 杨党国
  • 中图分类号: TH113

摘要: 基于CFD/CSD耦合数值计算,以升力特性为优化目标,采用响应面算法优化光固化树脂材料的轻质F4风洞模型构型,寻得6个优化解,并采用光固化快速成型技术(SL)制作这6个F4风洞实验模型。实验结果表明:6个模型升力特性与国外静气动弹性修正后的结果较接近(特别是6#模型最为接近机翼弹性变形的三维效果),初步证明该文发展的气动/结构耦合优化设计方法基本可行,既为基于SL技术的轻质模型高速风洞应用提供了支持,又为多气动参数的飞行器气动/结构耦合优化和风洞试验数据静弹性修正建立了工作基础。

English Abstract

杨党国, 张征宇, 孙 岩, 高荣钊, 朱伟军, 王 超. 飞行器机翼气动/结构耦合优化设计研究[J]. 工程力学, 2012, 29(11): 360-364. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.09.0665
引用本文: 杨党国, 张征宇, 孙 岩, 高荣钊, 朱伟军, 王 超. 飞行器机翼气动/结构耦合优化设计研究[J]. 工程力学, 2012, 29(11): 360-364. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.09.0665
YANG Dang-guo, ZHANG Zheng-yu, SUN Yan, GAO Rong-zhao, ZHU Wei-jun, WANG Chao. INVESTIGATION ON COUPLING AERODYANMIC AND STRUCTURAL DESIGN OPTIMAZATION FOR AIRCRAFT AIRFOIL[J]. Engineering Mechanics, 2012, 29(11): 360-364. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.09.0665
Citation: YANG Dang-guo, ZHANG Zheng-yu, SUN Yan, GAO Rong-zhao, ZHU Wei-jun, WANG Chao. INVESTIGATION ON COUPLING AERODYANMIC AND STRUCTURAL DESIGN OPTIMAZATION FOR AIRCRAFT AIRFOIL[J]. Engineering Mechanics, 2012, 29(11): 360-364. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.09.0665
参考文献 (33)

目录

    /

    返回文章
    返回