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斜激波冲击下层合壁板-空腔系统流-固-声耦合动力学分析
1
作者
刘昊
瞿叶高
孟光
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1752-1761,共10页
斜激波作用下复合材料壁板-空腔系统气动弹性问题涉及非线性气动力、壁板大变形振动和声腔流体声波的强耦合作用,是高速飞行器弹性壁板设计中关注的重要问题.以往研究主要分析声腔恒定压力对壁板颤振特性的影响,忽略了声场与结构之间的...
斜激波作用下复合材料壁板-空腔系统气动弹性问题涉及非线性气动力、壁板大变形振动和声腔流体声波的强耦合作用,是高速飞行器弹性壁板设计中关注的重要问题.以往研究主要分析声腔恒定压力对壁板颤振特性的影响,忽略了声场与结构之间的动态耦合特性.为了弥补这一研究缺陷,文章提出一种隐式分区计算方法实现对高速可压缩流体、大变形壁板和声腔流体声波3个物理场进行强耦合计算.基于任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrangian Eulerian,ALE)框架的有限体积法求解可压缩黏性流体Navier-Stokes方程,采用高阶剪切锯齿理论和有限元方法建立复合材料壁板非线性动力学模型,采用波动方程描述空腔内可压缩声学流体.揭示了空腔物理参数(声学流体密度、平均压力和空腔深度等)对壁板-空腔系统气动弹性响应的影响规律,发现了若干新现象:改变空腔物理参数可导致壁板运动从定点稳定静变形转变到周期极限环颤振;空腔内声学流体的“弹簧效应”导致壁板表面声压载荷反相位作用于壁板运动;特定空腔深度比下,空腔声模态变化会改变声压脉动与壁板振动的相位关系,导致壁板临界颤振动压降低.
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关键词
流-固-声耦合
非线性壁板颤振
壁板
-空腔系统
气动弹性
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职称材料
题名
斜激波冲击下层合壁板-空腔系统流-固-声耦合动力学分析
1
作者
刘昊
瞿叶高
孟光
机构
上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1752-1761,共10页
基金
国家自然科学基金(U2141244,11922208,11932011,12121002)
深蓝计划重点项目(SL2021ZD104)资助。
文摘
斜激波作用下复合材料壁板-空腔系统气动弹性问题涉及非线性气动力、壁板大变形振动和声腔流体声波的强耦合作用,是高速飞行器弹性壁板设计中关注的重要问题.以往研究主要分析声腔恒定压力对壁板颤振特性的影响,忽略了声场与结构之间的动态耦合特性.为了弥补这一研究缺陷,文章提出一种隐式分区计算方法实现对高速可压缩流体、大变形壁板和声腔流体声波3个物理场进行强耦合计算.基于任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrangian Eulerian,ALE)框架的有限体积法求解可压缩黏性流体Navier-Stokes方程,采用高阶剪切锯齿理论和有限元方法建立复合材料壁板非线性动力学模型,采用波动方程描述空腔内可压缩声学流体.揭示了空腔物理参数(声学流体密度、平均压力和空腔深度等)对壁板-空腔系统气动弹性响应的影响规律,发现了若干新现象:改变空腔物理参数可导致壁板运动从定点稳定静变形转变到周期极限环颤振;空腔内声学流体的“弹簧效应”导致壁板表面声压载荷反相位作用于壁板运动;特定空腔深度比下,空腔声模态变化会改变声压脉动与壁板振动的相位关系,导致壁板临界颤振动压降低.
关键词
流-固-声耦合
非线性壁板颤振
壁板
-空腔系统
气动弹性
Keywords
fluid-structure-acoustic interaction
nonlinear panel flutter
panel-cavity system
aeroelastic
分类号
V215.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
O343.5 [理学—固体力学]
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作者
出处
发文年
被引量
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1
斜激波冲击下层合壁板-空腔系统流-固-声耦合动力学分析
刘昊
瞿叶高
孟光
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
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