大型风力机气动弹性响应计算研究

发展了一套快速预测风力机动态响应的分析方法.针对南京航空航天大学设计的兆瓦级大型风力机叶片NH1500,按照工程梁方法对叶片及塔架结构进行简化,生成有限元梁模型.根据动量叶素理论编写气动力程序,为有限元模型提供气动载荷,从而完成时域情况下风力机的响应计算.最后,分析了叶片的几何非线性效应对响应的影响规律.     

亚跨风洞中舵面亚临界颤振试验

设计了舵面颤振试验装置,在亚跨超风洞中对展弦比2.0的NACA0012矩形舵面开展了颤振试验研究.试验马赫数范围为0.3~0.75.试验采用直接观测法获得舵面在不同质量特性条件下的亚声速和接近跨声速的颤振特性.同时还采用亚临界数据分析方法对试验的扭转应变信号进行了离线分析,即通过采用ARMA方法识别扭转应变信号的阻尼和频率,并通过阻尼外插得到颤振临界动压值.研究结果表明:该试验装置可以用于在现有亚跨超风洞中开展舵面颤振问题研究.当采集的亚临界信号为典型指数衰减信号时,以ARMA方法为基础的亚临界颤振试验技术可以稳定地识别出信号阻尼和频率,并较为准确地获得舵面的颤振临界动压、颤振频率等颤振参数.     

基于功能原理的颤振模态参与度分析方法

颤振边界与颤振耦合机理对飞行器设计与颤振试验设计有着重要意义。模态坐标下的颤振计算通过各阶广义坐标的变化特性来确定颤振边界,并对颤振耦合机理进行分析。然而这常常依赖设计人员的工程经验,难以保证判别标准量化统一。基于功能原理提出了一种新的颤振模态参与度分析方法,通过广义坐标下广义气动力做功的能量累积,实现颤振模态参与度分析。分别采用频域方法与CFD/CSD方法对AGARD445.6标模进行颤振计算,验证了所提模态参与度分析方法的正确性。随后针对双体飞机颤振计算中发现的“漂移频率”现象,使用所提方法进行了解释,凸显了方法的优势。综合表明,所提模态参与度分析方法较好地反映了颤振耦合机理,具有指标正确可靠、结果归一化强、物理意义明确、适用于复杂结构复杂模态的特点。