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

弹性机翼静气动弹性数值研究

朱世权 李海元 陈志华 张辉

朱世权, 李海元, 陈志华, 张辉. 弹性机翼静气动弹性数值研究[J]. 工程力学, 2017, 34(增刊): 326-332. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.03.S040
引用本文: 朱世权, 李海元, 陈志华, 张辉. 弹性机翼静气动弹性数值研究[J]. 工程力学, 2017, 34(增刊): 326-332. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.03.S040
ZHU Shi-quan, LI Hai-yuan, CHEN Zhi-hua, ZHANG Hui. INVESTIGATIONS OF CHARACTERISTICS OF STATIC AEROELASTICITY FOR ELASTIC WING[J]. Engineering Mechanics, 2017, 34(增刊): 326-332. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.03.S040
Citation: ZHU Shi-quan, LI Hai-yuan, CHEN Zhi-hua, ZHANG Hui. INVESTIGATIONS OF CHARACTERISTICS OF STATIC AEROELASTICITY FOR ELASTIC WING[J]. Engineering Mechanics, 2017, 34(增刊): 326-332. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.03.S040

弹性机翼静气动弹性数值研究

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.03.S040
基金项目: 江苏省研究生培养创新工程项目(KYLX16_0480)
详细信息
    作者简介:

    朱世权(1988―),男,河南人,博士生,主要从事热流固耦合研究(E-mail:zhusq0701@163.com);陈志华(1967―),男,湖南人,教授,双博士,博导,主要从事力学及其应用、燃烧爆炸方面的研究(E-mail:chenzh@mail.njust.edu.cn);张辉(1981―),男,江苏人,教授,博士,主要从事工程力学研究(E-mail:zhanghui1902@hotmail.com).

    通讯作者: 李海元(1972―),男,江苏人,副研究员,博士,主要从事电磁发射技术研究(E-mail:lihaiyuan1972@163.com).
  • 中图分类号: V211.47

INVESTIGATIONS OF CHARACTERISTICS OF STATIC AEROELASTICITY FOR ELASTIC WING

  • 摘要: 基于计算流体力学/计算结构动力学(CFD/CSD)单向流固耦合计算方法,对0.4~1.6之间8种马赫数下大展弦比HIRENASD(High Reynolds Number Aero-Structural Dynamics)机翼进行了静气动弹性数值研究。通过求解基于结构化网格的三维可压N-S方程得到了机翼的气动特性,对气动载荷作用下的机翼进行结构响应分析,得到了机翼在流固耦合作用下的位移和应力等参数,结果表明机翼翼尖位移和机翼最大应力在音速前后发生了突变。可为相关大展弦比机翼的设计与分析提供参考。
  • [1] Flomenhoft H. Aeroelasticity and dynamic loads-From 1903 to the supersonic era [C]//Atlanta: Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference and Exhibit, 2000: 1597.
    [2] 闫锋. 欧拉方程求解静气动弹性问题[D]. 西安: 西北工业大学, 2005. Yan Feng. Solving the static aerodynamic elasticity problem with euler equation [D]. Xi'an: Northwestern Polytechnical University, 2005. (in Chinese)
    [3] Obayashi S, Guruswamy G P. Convergence acceleration of a Navier-Stokes solver for efficient static aeroelastic computations [J]. AIAA Journal, 1995, 33(6): 1134―1141.
    [4] Bae J S, Seigler T M, Inman D J. Aerodynamic and static aeroelastic characteristics of a variable-span morphing wing [J]. Journal of Aircraft, 2005, 42(2): 528―534.
    [5] 史爱明, 杨永年, 王刚. 弹性机翼跨音速静气动弹性问题研究[J]. 工程力学, 2006, 23(5): 173―176. Shi Aiming, Yang Yongnian, Wang Gang. Investigations of characteristics of static aeroelasticity for elastic wing in transonic flow [J]. Engineering Mechanics, 2006, 23(5): 173―176. (in Chinese)
    [6] Reimer L, Braun C, Chen B H, et al. Computational aeroelastic design and analysis of the HIRENASD wind tunnel wing model and tests [C]//Stockholm: International Forum on Aeroelasticity and Structural Dynamics (IFASD), 2007: 17―20.
    [7] Ballmann J, Dafnis A, Korsch H, et al. Experimental analysis of high Reynolds number aero-structural dynamics in ETW [C]. AIAA 2008-841, 2008.
    [8] Korsch H, Dafnis A, Reimerdes H G. Dynamic qualification of the HIRENASD elastic wing model [J]. Aerospace Science and Technology, 2009, 13(2): 130―138.
    [9] Neumann J, Ritter M, Neumann J, et al. Steady and unsteady aeroelastic simulations of the HIRENASD wind tunnel experiment [C]//Seattle: IFASD 2009—International Forum on Aeroelasticity and Structural Dynamics, 2009: 132.
    [10] Reimer L, Boucke A, Ballmann J, et al. Computational analysis of high Reynolds number aero-structural dynamics (HIRENASD) experiments [C]//Seattle: IFASD 2009—International Forum on Aeroelasticity and Structural Dynamics, 2009: 130.
    [11] Chwalowski P, Heeg J, Wieseman C D, et al. FUN3D analyses in support of the First Aeroelastic Prediction Workshop [C]. AIAA 2013-0785, 2013.
    [12] Carrera E, Varello A, Demasi L. A refined structural model for static aeroelastic response and divergence of metallic and composite wings [J]. CEAS Aeronautical Journal, 2013, 4(2): 175―189.
    [13] Varello A, Lamberti A, Carrera E. Static aeroelastic response of wing-structures accounting for in-plane cross-section deformation [J]. International Journal of Aeronautical & Space Sciences, 2013, 14(4): 310―323.
    [14] Rodriguez D L, Aftosmis M J, Nemec M, et al. Static aeroelastic analysis with an inviscid cartesian method [C]. AIAA 2014-0836, 2014.
    [15] Mian H H, Wang G, Ye Z Y, et al. RBF interpolation with improved data reduction algorithm — A meshfree method for fluid-structure coupling and mesh deformation [C]//Proceedings of 2014 11th International Bhurban Conference on Applied Sciences & Technology (IBCAST) Islamabad, Pakistan, 14th-18th January, 2014. IEEE, 2014: 234―242.
    [16] 孙岩, 邓小刚, 王运涛, 王光学. RBF_TFI结构动网格技术在风洞静气动弹性修正中的应用[J]. 工程力学, 2014, 31(10): 228―233. Sun Yan, Deng Xiaogang, Wang Yuntao, Wang Guangxue. Application of structural dynamic grid method based on RBF_TFI on wind tunnel static aero-elastic modification [J]. Engineering Mechanics, 2014, 31(10): 228―233. (in Chinese)
    [17] 周强, 陈刚, 李跃明. 考虑流固耦合效应的某飞行器力学性能分析[J]. 应用力学学报, 2015, 32(2): 209―214. Zhou Qiang; Chen Gang; Li Yueming. Considering fluid-structure coupling effect of an aircraft mechanical properties analysis [J]. Chinese Journal of Applied Mechanics, 2015, 32(2): 209―214. (in Chinese)
    [18] 陈大伟, 杨国伟. 静气动弹性计算方法研究[J]. 力学学报, 2009, 41(4): 469―479. Chen Dawei, Yang Guowei. Static aeroelastic analysis of a flying-wing using different models [J]. Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2009, 41(4): 469―479. (in Chinese)
    [19] 严德, 杨超, 万志强. 基于非线性气动力的横侧向静气动弹性分析[J]. 工程力学, 2008, 25(9): 224―228. Yan De, Yang Chao, Wan Zhiqiang. Aircraft latitudinal static aeroelastic response analysis using nonlinear aerodynamic data [J]. Engineering Mechanics, 2008, 25(9): 224―228. (in Chinese)
    [20] 范锐军, 冯朝辉, 周洲. 大展弦比无人机的静气弹问题计算及分析[J]. 力学季刊, 2009, 30(4): 548―554. Fan Ruijun, Feng Zhaohui, Zhou Zhou. Static aeroelastic investigation of large aspect ratio UAV [J]. Chinese Quarterly of Mechanics, 2009, 30(4): 548―554. (in Chinese)
    [21] 张波成, 万志强, 杨超. 基于三维气动力的静气动弹性响应分析[J]. 工程力学, 2011, 28(7): 217―222. Zhang Bocheng, Wan Zhiqiang, Yang Chao. Static aeroelastic responses analysis based on three- dimensional aerodynamic forces [J]. Engineering Mechanics, 2011, 28(7): 217―222. (in Chinese)
    [22] 张强, 祝小平, 周洲, 等. 高空长航时飞翼布局无人机静气动弹性研究[J]. 飞行力学, 2016, 34(1): 40―45. Zhang Qiang, Zhu Xiaoping, Zhou Zhou, et al. Study on static aeroelasticity of high altitude long endurance flying wing UAV [J]. Flight Dynamics, 2016, 34(1): 40―45. (in Chinese)
    [23] 朱红钧. ANSYS 14.5热流固耦合实战指南[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2014: 8―14. Zhu Hongjun. ANSYS 14.5 heat-fluid-structure coupling practical guide [M]. Beijing: Posts & Telecom Press, 2014: 8―14. (in Chinese)
    [24] Ritter M. Static and forced motion aeroelastic simulations of the HIRENASD wind tunnel model [C]//Honolulu: 53rd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference 20th AIAA/ASME/AHS Adaptive Structures Conference 14th AIAA. 2012: 1633.
    [25] Chwalowski P, Florance J P, Heeg J, et al. Preliminary computational analysis of the HIRENASD configuration in preparation for the aeroelastic prediction workshop [C]//Paris: IFASD 2011—International Forum on Aeroelasticity and Structural Dynamics, 2011: 108.
  • [1] 何文福, 曾一峰, 许浩, 刘文光, 冯德民.  锥形非固结隔震支座理论模型参数试验研究及其结构地震响应分析 . 工程力学, 2020, 37(5): 217-227. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.07.0410
    [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] 何文福, 许浩, 魏陆顺, 冯祎鑫, 杨巧荣.  多级性态隔震体系试验研究和结构动力响应分析 . 工程力学, 2018, 35(9): 97-106. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.05.0368
    [5] 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
    [6] 刘燚, 杨澜, 谢长川.  基于曲面涡格法的柔性飞机静气动弹性分析 . 工程力学, 2018, 35(2): 249-256. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.10.0768
    [7] 付志超, 陈占军, 刘子强.  大展弦比机翼气动弹性的几何非线性效应 . 工程力学, 2017, 34(4): 231-240. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.10.0849
    [8] 谢长川, 胡锐, 王斐, 刘燚, 常楠.  大展弦比柔性机翼气动弹性风洞模型设计与试验验证 . 工程力学, 2016, 33(11): 249-256. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.04.0254
    [9] 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
    [10] 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
    [11] 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
    [12] 楼云锋, 李昊, 葛鸿辉, 马波, 金先龙.  考虑结构响应及轴线形状的防浪堤抗波浪冲击数值模拟研究 . 工程力学, 2015, 32(2): 241-249. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.09.0832
    [13] 陈岑, 梁乃刚, 刘芳, 付强, 洪友士.  有限变形下材料的弹塑性损伤行为及结构响应分析 . 工程力学, 2014, 31(11): 9-16. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.05.0410
    [14] 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
    [15] 裴曦, 徐敏.  基于CFD/CSD耦合的声气动弹性时域仿真 . 工程力学, 2012, 29(9): 380-384. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.12.0939
    [16] 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 . 工程力学, 2012, 29(11): 360-364. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.09.0665
    [17] 蔡天星, 徐 敏, 姚伟刚, 窦怡彬.  基于CFD/CSD耦合的超声速舵面动载荷计算 . 工程力学, 2011, 28(3): 245-250.
    [18] 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.
    [19] 张波成, 万志强, 杨 超.  基于三维气动力的静气动弹性响应分析 . 工程力学, 2011, 28(7): 217-222.
    [20] 严 德, 杨 超, 万志强.  基于非线性气动力的横侧向静气动弹性分析 . 工程力学, 2008, 25(9): 0-228,.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  144
  • HTML全文浏览量:  0
  • PDF下载量:  60
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-03-25
  • 修回日期:  2017-01-10
  • 刊出日期:  2017-06-25

弹性机翼静气动弹性数值研究

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.03.S040
    基金项目:  江苏省研究生培养创新工程项目(KYLX16_0480)
    作者简介:

    朱世权(1988―),男,河南人,博士生,主要从事热流固耦合研究(E-mail:zhusq0701@163.com);陈志华(1967―),男,湖南人,教授,双博士,博导,主要从事力学及其应用、燃烧爆炸方面的研究(E-mail:chenzh@mail.njust.edu.cn);张辉(1981―),男,江苏人,教授,博士,主要从事工程力学研究(E-mail:zhanghui1902@hotmail.com).

    通讯作者: 李海元(1972―),男,江苏人,副研究员,博士,主要从事电磁发射技术研究(E-mail:lihaiyuan1972@163.com).
  • 中图分类号: V211.47

摘要: 基于计算流体力学/计算结构动力学(CFD/CSD)单向流固耦合计算方法,对0.4~1.6之间8种马赫数下大展弦比HIRENASD(High Reynolds Number Aero-Structural Dynamics)机翼进行了静气动弹性数值研究。通过求解基于结构化网格的三维可压N-S方程得到了机翼的气动特性,对气动载荷作用下的机翼进行结构响应分析,得到了机翼在流固耦合作用下的位移和应力等参数,结果表明机翼翼尖位移和机翼最大应力在音速前后发生了突变。可为相关大展弦比机翼的设计与分析提供参考。

English Abstract

朱世权, 李海元, 陈志华, 张辉. 弹性机翼静气动弹性数值研究[J]. 工程力学, 2017, 34(增刊): 326-332. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.03.S040
引用本文: 朱世权, 李海元, 陈志华, 张辉. 弹性机翼静气动弹性数值研究[J]. 工程力学, 2017, 34(增刊): 326-332. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.03.S040
ZHU Shi-quan, LI Hai-yuan, CHEN Zhi-hua, ZHANG Hui. INVESTIGATIONS OF CHARACTERISTICS OF STATIC AEROELASTICITY FOR ELASTIC WING[J]. Engineering Mechanics, 2017, 34(增刊): 326-332. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.03.S040
Citation: ZHU Shi-quan, LI Hai-yuan, CHEN Zhi-hua, ZHANG Hui. INVESTIGATIONS OF CHARACTERISTICS OF STATIC AEROELASTICITY FOR ELASTIC WING[J]. Engineering Mechanics, 2017, 34(增刊): 326-332. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.03.S040
参考文献 (25)

目录

    /

    返回文章
    返回