跨声速单自由度颤振的诱发机理研究
跨声速单自由度颤振从气流做功角度很容易理解,但无法解释为何在特定的流动状态、结构运动模式和频率下才发生.针对这一问题,本文基于CFD方法,建立了NACA0012翼型跨声速抖振迎角之下的非定常气动力降阶模型,并得到了表征流动稳定性的主模态特征根.耦合结构运动方程,建立了跨声速单自由度气动弹性稳定性分析模型,通过特征分析对不同刚度和质量比的结构稳定性进行分析.研究发现,流动模态和结构模态的耦合,导致结构或流动模态失稳是诱发跨声速单自由度颤振的根本原因.弹性机翼在跨声速区发生单自由度颤振需要具备两个条件:(1)流动本身接近失稳,气动模态阻尼较小;(2)结构固有频率与气动特征频率满足一定的相对关系.当结构固有频率较大和质量比较大时,结构分支失稳,颤振频率锁定于结构固有频率,发生锁频现象;当结构固有频率较小或质量比较小时,流动分支失稳,颤振频率跟随流动特征频率,称之为frequency non-synchronization.
机翼 跨声速流动 单自由度颤振 结构稳定性
高传强 张伟伟 叶正寅
西北工业大学 翼型叶栅空气动力学国家重点实验室,西安 710072
国内会议
西安
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2015-08-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）