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基于CFD/CSD耦合分析的内置竖向挡板TLD高层建筑风振控制研究 被引量：2
1
作者 孙连杨 吴玖荣 +2 位作者 钟文坤 傅继阳 黄鹏 《振动工程学报》 北大核心 2025年第2期292-301,共10页
调谐液体阻尼器(TLD)是高层建筑风振控制常用的阻尼器。纯水TLD系统的阻尼比较小,在其内部增设内置挡板,可显著增加其阻尼比而提高振动控制效果。本文基于计算流体动力学(CFD)开源软件OpenFOAM对带竖向挡板的TLD系统内的液体晃荡进行CF... 调谐液体阻尼器(TLD)是高层建筑风振控制常用的阻尼器。纯水TLD系统的阻尼比较小,在其内部增设内置挡板,可显著增加其阻尼比而提高振动控制效果。本文基于计算流体动力学(CFD)开源软件OpenFOAM对带竖向挡板的TLD系统内的液体晃荡进行CFD仿真,并以第三代风振控制Benchmark模型为计算实例,对其风致响应进行计算结构动力学(CSD)时程分析,在此基础上开发了基于CFD/CSD耦合作用的TLD-高层建筑风振控制数值算法,对顶部设置带有竖向挡板的TLD系统的高层建筑的风振控制性能进行研究,分析了此类TLD系统对高层建筑风致响应的控制效率。不同重现期风荷载下的仿真结果表明,此类TLD系统对结构风致响应的控制效果显著。与实时混合实验的结果进行对比,验证了文中提出的数值算法具有较高的精确度。 展开更多
关键词 风振控制 高层建筑 内置竖向挡板TLD cfd/csd耦合作用分析
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一种CFD/CSD耦合计算方法 被引量：56
2
作者 徐敏 安效民 陈士橹 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期33-37,共5页
针对柔性大展弦比机翼气动弹性分析和主动弹性机翼(AAW)设计发展了一种计算流体动力学(CFD)和计算结构动力学(CSD)的耦合计算方法。其主要思想是采用在同一物理时间弱耦合求解CFD/CSD技术。气动力采用非定常N-S方程的双时间有限体积求... 针对柔性大展弦比机翼气动弹性分析和主动弹性机翼(AAW)设计发展了一种计算流体动力学(CFD)和计算结构动力学(CSD)的耦合计算方法。其主要思想是采用在同一物理时间弱耦合求解CFD/CSD技术。气动力采用非定常N-S方程的双时间有限体积求解技术,结构响应则采用有限元数值求解技术。CFD和CSD耦合计算的边界信息(气动力和网格)由所设计的界面程序传输。网格信息传输采用守恒体积转换(CVT)方法将CSD计算结构响应位移插值到CFD网格点上。变形已有的CFD网格技术用以确定CFD的变形网格。以位移或载荷的迭代误差为判断耦合计算的收敛标准。最后得到了机翼在Ma=0.8395,α=5.06°时CFD/CSD耦合计算的收敛值。针对计算结果分析了机翼受静气动弹性过程中结构响应和气动特性随时间变化的效应。初步研究结果表明:这种弱耦合方法求解非线性气动弹性问题是可行的。 展开更多
关键词 cfd/csd 气动弹性 数据交换 动网格 跨声速
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基于CFD/CSD耦合的颤振与动载荷分析方法 被引量：10
3
作者 谢亮 徐敏 +1 位作者 李杰 蔡天星 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期106-110,共5页
采用CFD/CSD耦合方法,建立了气动弹性仿真系统。基于系统辨识的方法,使用Volterra级数建立了降阶模型(ROM),实现了颤振边界的快速求解,分别使用CFD/CSD全耦合方法与ROM完成了AGARD 445.6标模的颤振分析,计算结果与实验相符较好。使用RO... 采用CFD/CSD耦合方法,建立了气动弹性仿真系统。基于系统辨识的方法,使用Volterra级数建立了降阶模型(ROM),实现了颤振边界的快速求解,分别使用CFD/CSD全耦合方法与ROM完成了AGARD 445.6标模的颤振分析,计算结果与实验相符较好。使用ROM完成了带边条平直翼的颤振分析。使用CFD/CSD耦合方法计算了此机翼在飞行动压下的气弹响应,结果表明即使在颤振边界内,仍然有可能出现极限环振荡(LCO)。对此,分析了其气弹响应中的动载情况。结果表明基于CFD/CSD耦合的方法可以真实地仿真气弹响应过程,准确地分析气弹响应中的动态载荷情况。 展开更多
关键词 气动弹性 cfd/csd 降阶模型 颤振 动载荷
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基于CFD和CSD耦合的涡激振和颤振气弹模拟 被引量：16
4
作者 李永乐 朱佳琪 唐浩俊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期85-89,114,共6页
以FLUENT为研究工具,利用微分方程的数值解法和动网格技术,基于松耦合方法将Newmark算法通过UDF嵌入Fluent软件中,实现了CFD和CSD耦合的分析方法。通过建立二维方柱绕流模型,计算了竖向单自由度振动方柱在不同风速下的斯托罗哈数和最大... 以FLUENT为研究工具,利用微分方程的数值解法和动网格技术,基于松耦合方法将Newmark算法通过UDF嵌入Fluent软件中,实现了CFD和CSD耦合的分析方法。通过建立二维方柱绕流模型,计算了竖向单自由度振动方柱在不同风速下的斯托罗哈数和最大振幅的变化情况,模拟了涡激共振锁定现象,并与静态绕流的结果进行了对比。建立了具有竖向振动和扭转振动二自由度的薄平板模型,并识别了该平板的颤振导数,进一步对其弯扭耦合颤振临界风速进行了逼近计算,本方法得到的颤振临界风速与Scanlan理论公式和Selberg理论公式吻合较好。 展开更多
关键词 cfd和csd耦合分析 动网格 涡激振 颤振 气弹效应
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二阶时间精度的CFD/CSD耦合算法研究 被引量：14
5
作者 安效民 徐敏 陈士橹 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期547-552,共6页
非线性气动弹性分析中,涉及到非线性流体动力学(CFD)和非线性结构动力学(CSD)的耦合计算问题。本文分析比较了目前几种耦合算法:全耦合、松耦合和紧耦合,并从耦合边界能量传递守恒上就松耦合及紧耦合方法进行了时间精度的分析,得出传统... 非线性气动弹性分析中,涉及到非线性流体动力学(CFD)和非线性结构动力学(CSD)的耦合计算问题。本文分析比较了目前几种耦合算法:全耦合、松耦合和紧耦合,并从耦合边界能量传递守恒上就松耦合及紧耦合方法进行了时间精度的分析,得出传统松耦合中即使流体和结构子系统达到高阶时间精度,耦合算法的时间精度仍仅为一阶,紧耦合方法虽然可以达到二阶时间精度,但没有明显提高计算效率。随后,本文基于松耦合流程改进了耦合格式,分析表明其具有二阶时间精度,通过AGARD445.6机翼颤振模型的算例验证,说明该方法可以在保证计算精度的基础上明显提高计算效率,并保持了传统松耦合方法模块化的优点,在模拟非线性气动弹性问题时具有很高的优越性。 展开更多
关键词 气动弹性 cfd/csd耦合 二阶时间精度
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基于CFD/CSD的非线性气动弹性分析方法 被引量：20
6
作者 崔鹏 韩景龙 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期480-486,共7页
提出了一种基于计算流体力学/计算结构动力学(CFD/CSD)的非线性气动弹性分析方法,并应用于切尖三角翼的非线性颤振和极限环振荡(LCO)研究。该方法将非线性有限元(FEM)和CFD计算相结合,并辅以高精度的界面插值,能够分析结构和气动非线性... 提出了一种基于计算流体力学/计算结构动力学(CFD/CSD)的非线性气动弹性分析方法,并应用于切尖三角翼的非线性颤振和极限环振荡(LCO)研究。该方法将非线性有限元(FEM)和CFD计算相结合,并辅以高精度的界面插值,能够分析结构和气动非线性共存的气动弹性问题。结构部分以四边形平板壳元为基础,采用更新的拉格朗日(UL)方法分析结构大变形引起的几何非线性问题。气动部分以Navier-Stokes(N-S)方程作为控制方程,采用CFD方法计算跨声速气动力。机翼的非线性颤振计算表明了方法的有效性。最后应用该方法研究了切尖三角翼的LCO现象,其计算精度明显优于已有结果。 展开更多
关键词 气动弹性 cfd/csd 极限环振荡 大变形 跨声速
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基于CFD/CSD耦合方法的旋翼气动弹性载荷计算分析 被引量：13
7
作者 马砾 招启军 +1 位作者 赵蒙蒙 王博 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期53-66,共14页
为提高直升机前飞状态下旋翼非定常气动弹性载荷的预估精度,在旋翼气动弹性综合分析方法中引入旋翼CFD模块,建立了一套基于CFD/CSD松耦合分析的计算方法和程序。为高效解决流固耦合方法中由于桨叶挥舞、扭转等弹性变形带来的旋翼贴体网... 为提高直升机前飞状态下旋翼非定常气动弹性载荷的预估精度,在旋翼气动弹性综合分析方法中引入旋翼CFD模块,建立了一套基于CFD/CSD松耦合分析的计算方法和程序。为高效解决流固耦合方法中由于桨叶挥舞、扭转等弹性变形带来的旋翼贴体网格变形问题,采用基于代数变换方法的网格变形技术,桨叶运动变形量和旋翼气动力信息通过流固交接面传递。旋翼流场分析方法中,主控方程采用耦合S-A湍流模型的Navier-Stokes方程,围绕旋翼流场的网格采用结构嵌套网格方法生成,无黏通量计算采用Roe格式,时间推进采用双时间法。旋翼结构分析中,考虑旋翼配平,基于Hamilton变分原理和20自由度Timoshenko梁模型求解弹性旋翼非线性运动方程。分别对CSD和CFD方法进行验证,在此基础上,计算了SA349/2旋翼桨叶在前飞状态下的非定常气动力、挥舞弯矩、摆振弯矩和扭转力矩,并与飞行测试数据进行了对比。计算表明:CFD/CSD耦合方法可以显著提高旋翼非定常气动弹性载荷的分析精度,精确捕捉桨叶表面压强峰值、激波位置等,表明本文发展的旋翼CFD/CSD耦合方法可以有效地运用到旋翼气动弹性载荷的预测分析中。 展开更多
关键词 旋翼 气动弹性载荷 cfd/csd耦合方法 NAVIER-STOKES方程 网格变形技术 前飞状态
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一种高效的CFD/CSD耦合飞行器多学科优化设计方法 被引量：6
8
作者 左英桃 王晓鹏 +2 位作者 陈云 陈刚 高正红 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2898-2904,共7页
建立了一种基于CFD/CSD(computational fluid dynamics/computational structure dynamics)耦合的多学科优化设计方法.该方法采用结构有限元方程进行结构特性分析,同时采用数值求解N-S方程方法获得气动载荷,保证了设计结果的可信性,并... 建立了一种基于CFD/CSD(computational fluid dynamics/computational structure dynamics)耦合的多学科优化设计方法.该方法采用结构有限元方程进行结构特性分析,同时采用数值求解N-S方程方法获得气动载荷,保证了设计结果的可信性,并采用基于代理模型的优化设计方法解决了采用高精度模型后计算量太大的问题.采用RBF(径向基函数)插值方法进行流固耦合界面数据插值,保证了传递过程中的能量守恒.利用建立的优化设计方法对一典型的翼身组合体进行了气动和结构优化设计,算例表明在满足约束条件的前提下优化后阻力和质量分别减小了5.0%和4.2%,证明了该方法的有效性. 展开更多
关键词 cfd/csd耦合 翼身组合体 多学科优化设计 代理模型 RBF插值
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快速预测大跨度桥梁颤振临界风速的CFD-AM-CSD方法 被引量：7
9
作者 祝志文 顾明 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期88-96,共9页
提出一种基于CFD(computational fluid dynamics)计算和系统识别建立气动模型(aerodynamic model,简称AM),基于气动模型仿真和CSD(computational structural dynamics)耦合计算,快速预测大跨度桥梁颤振临界风速的CFD-AM-CSD方法。该方... 提出一种基于CFD(computational fluid dynamics)计算和系统识别建立气动模型(aerodynamic model,简称AM),基于气动模型仿真和CSD(computational structural dynamics)耦合计算,快速预测大跨度桥梁颤振临界风速的CFD-AM-CSD方法。该方法先将桥梁在风作用下的流场处理成一个气动力系统,通过实现一种基于广谱激励强迫桥梁断面运动的CFD计算,并通过给定的桥梁运动位移和计算得到的气动力,基于系统识别获得桥梁主梁的气动力模型。然后将大跨度桥梁结构系统和主梁气动力系统组成AM-CSD气动弹性耦合系统,考察桥梁在初始位移激励条件和不同的来流风速下,耦合系统的位移和气动力响应之时域和频域特征,并最终预测大跨度桥梁的颤振临界风速。以主跨888m的虎门大桥为例,给出大桥的颤振临界风速和颤振形态,通过与风洞试验的对比,验证方法的可行性和高效性。 展开更多
关键词 颤振 大跨度桥梁 气动力模型 cfd csd 气弹响应
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旋翼/机身耦合问题的CFD/CSD分析方法 被引量：4
10
作者 陈全龙 韩景龙 员海玮 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期370-376,共7页
提出了一种高精度的直升机旋翼/机身耦合系统振动响应分析方法。通过非定常Euler/N-S方程与准定常气动力相结合的方法来进行弹性旋翼流场分析,利用CSD软件建立精细的机身三维结构有限元模型,用15自由度非线性中等变形梁单元来建立旋翼... 提出了一种高精度的直升机旋翼/机身耦合系统振动响应分析方法。通过非定常Euler/N-S方程与准定常气动力相结合的方法来进行弹性旋翼流场分析,利用CSD软件建立精细的机身三维结构有限元模型,用15自由度非线性中等变形梁单元来建立旋翼动力学模型,最后采用带配平的松耦合迭代方法求解系统响应。以某小型直升机为例,分析了悬停状态下机身典型位置的振动响应,计算结果与实验值吻合良好。研究了前飞速度和机身弹性运动对机身振动水平的影响,结果表明,在小速度和大速度前飞时,机身振动响应随前飞速度的增加而增大;在中等速度段,机体振动水平则基本保持不变。 展开更多
关键词 旋翼动力学 旋翼/机身耦合 cfd/csd耦合 结构有限元
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基于CFD/CSD耦合算法的机翼颤振分析 被引量：15
11
作者 曾宪昂 徐敏 +1 位作者 安效民 陈士橹 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期79-82,共4页
用计算流体力学／计算结构力学（CFD／CSD）耦合算法对标准气动弹性模型AGARD445．6机翼作了颤振分析，主要研究机翼的跨音速颤振求解问题。采用常体积转换法（CVT）进行流体与结构之间的数据交换并运用松耦合方法对气动弹性方程进行时... 用计算流体力学／计算结构力学（CFD／CSD）耦合算法对标准气动弹性模型AGARD445．6机翼作了颤振分析，主要研究机翼的跨音速颤振求解问题。采用常体积转换法（CVT）进行流体与结构之间的数据交换并运用松耦合方法对气动弹性方程进行时域推进仿真。计算机翼在Ma=0．499～1．072的颤振边界，并将计算结果同偶极子格网法（DLM）的计算结果与试验结果比较，结果显示CFD／CSD耦合计算结果较DLM计算结果更接近于试验值，尤其是在非线性强的跨音速区域。可见，CFD／CSD耦合计算比DLM具有很大的优越性。 展开更多
关键词 计算流体力学/计算结构力学(cfd/csd)耦合算法 AGARD 445.6机翼 颤振分析 常体积转换(CVT) 偶极子格网法(DLM)
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基于CFD/CSD方法的跨声速静气动弹性数值模拟应用研究 被引量：8
12
作者 郭洪涛 陈德华 +2 位作者 张昌荣 吕彬彬 王晓冰 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期12-16,共5页
针对大型飞机跨声速静气动弹性问题,基于CFD/CSD流固耦合方法开展了数值模拟应用研究。具体方法是:采用RANS方程与静气动弹性平衡方程作为计算控制方程,CFD采用多块对接结构化网格进行分区并行计算,并利用多重网格技术加速收敛;使用RBF... 针对大型飞机跨声速静气动弹性问题,基于CFD/CSD流固耦合方法开展了数值模拟应用研究。具体方法是:采用RANS方程与静气动弹性平衡方程作为计算控制方程,CFD采用多块对接结构化网格进行分区并行计算,并利用多重网格技术加速收敛;使用RBF结合TFI方法进行网格变形;通过TPS插值实现多场数据交换。基于上述方法开发了计算程序,并与典型风洞试验结果开展了对比研究,验证了方法和程序的有效性。最后通过数值模拟结果,分析了跨声速时静气动弹性对典型大型飞机机翼的几何变形、表面压力及气动性能的影响特性。 展开更多
关键词 流固耦合 静气动弹性 数值模拟 大展弦比机翼 跨声速流动
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CFD/CSD耦合计算研究 被引量：41
13
作者 徐敏 陈士橹 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期33-36,共4页
基于流体———结构干扰计算中流体和结构网格之间的数据交换方法的研究 ,提出了一种改进的常体积转换法 (CVT) ,即引入面积限制值来保证网格插值的质量。运用该方法对两种常规外形 :机翼和弹体圆柱段进行了插值计算 ,并与无限平板样条... 基于流体———结构干扰计算中流体和结构网格之间的数据交换方法的研究 ,提出了一种改进的常体积转换法 (CVT) ,即引入面积限制值来保证网格插值的质量。运用该方法对两种常规外形 :机翼和弹体圆柱段进行了插值计算 ,并与无限平板样条法 (IPS)进行了比较和误差评估。认为改进的CVT插值方法能避免原CVT方法可能出现的异常情况 ,且大大提高了插值精度 ,是一种适合用于CFD CSD耦合计算接口界面的插值方法。 展开更多
关键词 耦合cfd/csd界面算法 无限平板样条法 常体积转换法 气动弹性 流固耦合计算
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基于CFD/CSD耦合的高速射弹尾拍载荷特性研究 被引量：3
14
作者 许云涛 檀大林 杨超 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2539-2546,共8页
为提高射弹尾拍载荷的预测精度,建立了一套基于计算流体动力学(CFD)/计算结构动力学(CSD)双向耦合分析的计算方法和程序。射弹流体计算主控方程采用耦合SSTk-ω湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型的Navier-Stokes方程,射弹结构计算采用基... 为提高射弹尾拍载荷的预测精度,建立了一套基于计算流体动力学(CFD)/计算结构动力学(CSD)双向耦合分析的计算方法和程序。射弹流体计算主控方程采用耦合SSTk-ω湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型的Navier-Stokes方程,射弹结构计算采用基于模态叠加法简化的结构动力学方程,流固耦合界面插值采用径向基函数法,网格变形采用弹簧网格法。分别对泡型计算方法和流固耦合方法进行验证,在此基础上,计算对比1 000 m/s速度下射弹刚体和弹性体的尾拍泡型、结构变形和尾拍流体载荷特性差异。计算表明:弹性体尾拍过程,射弹泡型会产生弹身“二次拍击”、“局部沾湿”和沾湿面积增大等特殊现象,结构变形由弹性一弯模态主导,较大的变形引起流体载荷增大27%~105%,尾拍姿态角增大13%,尾拍频率增加20%,流固耦合效应对尾拍泡型、尾拍载荷和尾拍弹道均产生了较强的影响。 展开更多
关键词 射弹 cfd/csd耦合 尾拍 载荷 刚体 弹性体
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CFD/CSD与机弹分离的耦合模拟技术 被引量：3
15
作者 王芳 龚军锋 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期193-196,共4页
机弹分离模拟的刚性模型不能反映机翼弹性变形的影响。在分别建立并验证的CFD/CSD气弹模拟方法和机弹分离模拟方法的基础上,通过流场网格更新环节同时反映机翼结构的变形运动和弹体的六自由度运动对流场的相互影响。CFD与CSD的求解方法... 机弹分离模拟的刚性模型不能反映机翼弹性变形的影响。在分别建立并验证的CFD/CSD气弹模拟方法和机弹分离模拟方法的基础上,通过流场网格更新环节同时反映机翼结构的变形运动和弹体的六自由度运动对流场的相互影响。CFD与CSD的求解方法可计及真实飞行器流场的非线性和结构的非线性。基于各主控方程的时间域积分,交错时间推进获得整个耦合系统的响应,建立了一套CFD/CSD与机弹分离耦合求解的时域仿真系统。 展开更多
关键词 cfd csd 机弹分离 动网格 耦合求解 气弹 非线性
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结构非线性对基于CFD/CSD的气动弹性仿真的影响 被引量：3
16
作者 陈召涛 孙秦 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第5期657-660,共4页
基于CFD/CSD的高精度气动弹性方法计算了某大柔度机翼的气动弹性问题,分析了结构非线性对计算精度的影响。基于CFD/CSD的气动弹性方法具有精度高的显著优点,因此很适合用于分析飞行器气动弹性问题,但庞大的计算量所带来的计算效率问题... 基于CFD/CSD的高精度气动弹性方法计算了某大柔度机翼的气动弹性问题,分析了结构非线性对计算精度的影响。基于CFD/CSD的气动弹性方法具有精度高的显著优点,因此很适合用于分析飞行器气动弹性问题,但庞大的计算量所带来的计算效率问题限制了该方法的应用。近年来,随着计算机计算能力的快速提高以及流体结构求解算法的发展,基于CFD/CSD的气动弹性计算方法得到了越来越广泛的应用。大柔度飞行器在飞行状态下结构变形很大,呈现出很强的结构非线性,此时必须考虑结构非线性对气动弹性计算结果的影响。文章对线性和非线性计算结果进行了比较,认为对于大柔度飞行器结构,考虑结构非线性对基于CFD/CSD气动弹性方法仿真精度的提高有着重要的意义。 展开更多
关键词 结构非线性 气动弹性 cfd/csd 大柔度机翼 有限元 高精度
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基于CFD/CSD与Kriging插值模型的大展弦比复合材料机翼静气动弹性优化设计 被引量：4
17
作者 卢文书 王帅培 马元春 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期581-585,703-704,共5页
基于CFD/CSD耦合计算方法和Kriging近似技术,建立了大展弦比复合材料机翼静气动弹性优化的近似模型。采用多岛遗传和序列二次规划混合优化算法以及多目标遗传和序列二次规划混合优化算法实现了机翼在多目标、多约束条件下的静气动弹性... 基于CFD/CSD耦合计算方法和Kriging近似技术,建立了大展弦比复合材料机翼静气动弹性优化的近似模型。采用多岛遗传和序列二次规划混合优化算法以及多目标遗传和序列二次规划混合优化算法实现了机翼在多目标、多约束条件下的静气动弹性优化设计。优化结果表明:随着试验设计中抽样点个数的增加,近似模型的拟合精度越来越高,当设计样本点数为180时近似模型的最大拟合误差小于1%;在近似模型下,相对于多目标遗传和序列二次规划混合优化算法,采用多岛遗传和序列二次规划的混合优化算法优化时得到的重量小3.7%,升阻比大0.13%,但是寻优速度不如前者;结合近似模型,采用多岛遗传和序列二次规划的混合优化算法优化后机翼的重量减小了10.36%,升阻比增加了2.04%,采用近似模型优化时运行时间仅为不采用近似模型优化的10.23%,证明了该优化方法的可行性。 展开更多
关键词 大展弦比复合材料机翼 静气动弹性优化 cfd/csd 近似模型 混合优化算法
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CFD/CSD耦合声气动弹性时域仿真研究 被引量：1
18
作者 裴曦 徐敏 韩冰 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期583-590,共8页
提出了一种基于计算空气动力学/计算结构动力学(CFD/CSD)耦合的声气动弹性时域仿真方法。空气动力学和气动声学分别采用大涡模拟和Lighthill声比拟理论进行计算,结构动力学采用模态叠加的方法进行计算。以运载器舱体为研究对象,通过计... 提出了一种基于计算空气动力学/计算结构动力学(CFD/CSD)耦合的声气动弹性时域仿真方法。空气动力学和气动声学分别采用大涡模拟和Lighthill声比拟理论进行计算,结构动力学采用模态叠加的方法进行计算。以运载器舱体为研究对象,通过计算得到了舱体结构响应的时间历程,分析了舱体表面由于涡的破碎和融合的演变所产生脉动压力引起结构瞬态响应的机理。通过对中低频段声气动弹性的分析应用,验证了CFD/CSD耦合的声气动弹性计算方法的可行性。 展开更多
关键词 声气动弹性 噪声载荷 气动力载荷 大涡模拟 cfd csd耦合
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基于CFD/CSD的大展弦比机翼气动弹性研究 被引量：5
19
作者 蔡天星 徐敏 +1 位作者 郭敏杰 姚伟刚 《强度与环境》 2011年第3期19-23,共5页
考虑气动力非定常效应和惯性载荷作用对机翼气动弹性行为的影响,采用基于Euler方程和有限元的CFD/CSD耦合方法分析了大展弦比机翼的气动弹性时域响应,实现静、动气动弹性一体化计算。计算结果显示在相同马赫数下,机翼静变形随着飞行动... 考虑气动力非定常效应和惯性载荷作用对机翼气动弹性行为的影响,采用基于Euler方程和有限元的CFD/CSD耦合方法分析了大展弦比机翼的气动弹性时域响应,实现静、动气动弹性一体化计算。计算结果显示在相同马赫数下,机翼静变形随着飞行动压增大而增大;但是随着飞行高度的增加,机翼在进入稳态之前振荡越剧烈,响应超调越大,升力损失越小。 展开更多
关键词 气动弹性 cfd/csd 大展弦比机翼 非定常气动力 升力损失
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基于非惯性系的悬停状态旋翼CFD/CSD耦合气动分析 被引量：1
20
作者 肖宇 徐国华 招启军 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期675-681,共7页
旨在提高先进旋翼气动特性的分析精度,在旋翼高精度CFD分析中耦合气动弹性效应,取代传统方法中的刚性桨叶假设,并考虑悬停状态旋翼流场准定常的特性,在非惯性坐标系下建立了一套适合于悬停状态旋翼气动特性计算的CFD/CSD耦合分析方法。... 旨在提高先进旋翼气动特性的分析精度,在旋翼高精度CFD分析中耦合气动弹性效应,取代传统方法中的刚性桨叶假设,并考虑悬停状态旋翼流场准定常的特性,在非惯性坐标系下建立了一套适合于悬停状态旋翼气动特性计算的CFD/CSD耦合分析方法。旋翼气动载荷通过求解三维Navier-Stokes方程求得,空间离散及通量计算采用Jameson中心格式,时间方向则选用五步Runge-Kutta迭代求解,湍流模型采用B-L模型;基于Hamilton原理建立了描述旋翼弹性运动的非线性微分方程,针对旋翼悬停状态的工作特点,采用Raphson迭代方法求解获得旋翼桨叶的弹性变形量。在CFD/CSD耦合计算中,旋翼桨叶交接面载荷及变形信息通过CFD与CSD模块进行传递,同时为提高桨叶弹性变形后贴体网格生成的效率和质量,采用基于网格点坐标转换的网格变形方法。在CFD和CSD程序分别验证基础上,采用建立的旋翼CFD/CSD耦合分析方法计算了先进的UH-60A直升机旋翼的表面压强及气动载荷。计算结果表明,与刚性旋翼CFD模拟结果比较,本文建立的CFD/CSD耦合分析模型可以更准确地预估旋翼气动载荷和性能。 展开更多
关键词 cfd/csd耦合 旋翼 气动特性 Navier-Stokes方程 HAMILTON原理 非惯性坐标系
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