蔡天星
- 作品数：12 被引量：37H指数：4
- 供职机构：西北工业大学航天学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金国防基础科研计划更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术更多>>
- 涡破裂诱导的垂尾抖振数值模拟被引量：7
- 2012年
- 采用数值模拟方法研究了大后掠三角翼前缘涡破裂诱导的垂尾抖振问题,分析了大迎角条件下的垂尾抖振特性。采用Navier-Stokes方程求解非定常气动力、耦合结构动力学方程,建立了气动弹性方程,在时域内采用松耦合方式推进以得到垂尾结构响应。研究结果表明:涡破裂流的脉动频带覆盖了垂尾扭转模态的固有频率,诱发了垂尾抖振现象;与传统的颤振频域响应特性不同,垂尾抖振响应的各阶位移与加速度响应主频均位于各阶结构模态固有频率附近。此外,弯曲与扭转响应存在耦合效应,且耦合作用的频率与提取的垂尾表面气动载荷脉动频率一致。垂尾的位移响应由一阶弯曲模态主导,振幅不大;加速度响应主要由扭转模态产生,量级较大,使结构持续遭受严重的附加惯性载荷作用。
- 韩冰徐敏蔡天星姚伟刚
- 关键词：大迎角弯扭耦合
- 翼型纵向俯仰非定常气动力研究被引量：3
- 2011年
- 飞行器飞行时受到的非定常气动力是飞行器设计以及机动飞行中须考虑的一个重要因素。采用CFD方法数值模拟了NACA0012翼型在马赫数从0．2—5．0范围变化时做强迫振荡的非定常流场。通过积分法计算了在不同赫数时翼型的俯仰动导数。计算结果表明，迟滞效应随马赫数的增大先增大后减小，在跨声速区域迟滞效应达到最大；迟滞环的绕向在跨声速区域为顺时针方向；迟滞环顺时针绕向时，动导数大于零，模型动不稳定，逆时针绕向时，动导数小于零，模型动稳定；旋转角速度越大，翼型表面非定常气动效应越明显。
- 刘罗成徐敏姚伟刚蔡天星
- 关键词：非定常流动高超声速强迫振荡动导数
- 基于CFD/CSD的超声速舵面动载荷计算及其应用
- 分析了超声速气动控制舵面在瞬态气动载荷作用下的位移及应力的时域变化情况。采用基于volterra级数的气动弹性系统降阶模型快速获得了舵面的颤振边界。通过CFD/CSD全耦合计算了舵面在颤振速度下的瞬态气动载荷,并通过参数...
- 蔡天星徐敏姚伟刚窦怡彬
- 关键词：CFD/CSD颤振分析动载荷气动弹性
- 文献传递
- 飞行器的非线性声气动弹性系统研究
- 传统的声振环境，只考虑了给定声场环境下的结构响应分析，这个给定的声场孤立于结构本身,忽略了声场、结构、流体的耦合效应，因此声气动弹性耦合这种多力学场的研究具有重要意义。本文首先采用有限体积法离散Euler方程，对二维的N...
- 裴曦徐敏韩冰蔡天星
- 关键词：非定常气动力CFD/CSD耦合
- 基于CFD/CSD耦合的超声速舵面动载荷计算被引量：4
- 2011年
- 该文分析了超声速气动控制舵面在瞬态气动载荷作用下的位移及应力的时域变化。采用基于Volterra级数的气动弹性系统降阶模型快速获得了舵面的颤振边界。通过CFD/CSD耦合计算,确定了舵面在颤振速度下的瞬态气动载荷,并利用参数空间下的有限元四结点方法将每一时刻的气动载荷插值并施加到结构结点上,进行了瞬态响应分析,得到了舵面在瞬态载荷作用下的动应力。计算结果表明:由于气动载荷的变化以及结构快速振动引起的惯性力的作用,轴根部最大弯曲应力是定常气动载荷作用下应力的3倍左右。
- 蔡天星徐敏姚伟刚窦怡彬
- 关键词：气动弹性力学动载荷CFD/CSD
- 高超声速机翼瞬态气动加热下热颤振分析被引量：3
- 2012年
- 研究了一种气动力(热)/结构耦合的高超声速机翼热颤振的时域数值分析方法。研究目的是分析结构内部温度梯度对结构固有特性的影响机制和结构发生颤振的规律。采用非定常计算流体力学耦合结构传热的算法,获得结构的瞬态温度场;通过有限元计算得到瞬态温度场不同时刻下的热结构模态;利用结构模态叠加法建立结构动力学模型,结合Volterra级数建立的非定常气动力模型进行气动/结构耦合计算获得颤振动压。对马赫数为5、高度13 km的一小展弦比机翼进行了颤振分析。验证了该方法的可实现性。研究表明,随着温度梯度的增大结构固有频率减小,颤振动压最小值发生在结构主频率差值最小处。
- 陈浩徐敏蔡天星
- 几何非线性对大展弦比机翼气动弹性的影响
- 本文建立了一种包含飞行器结构几何非线性的气动弹性CFD/CSD耦合分析方法。非线性结构模型采用包含非线性刚度影响的模态与有限元结合方法，非线性刚度由非线性静态分析确定。非线性结构模型确定以后，与基于CFD的气动模型祸合，...
- 蔡天星徐敏王小娟姚伟刚
- 关键词：气动弹性CFD/CSD大展弦比机翼
- 基于CFD/CSD耦合的颤振与动载荷分析方法被引量：10
- 2012年
- 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。
- 谢亮徐敏李杰蔡天星
- 关键词：气动弹性CFD/CSD降阶模型颤振动载荷
- 三角翼滚转运动下的抖振特性分析
- 2012年
- 建立了流动控制方程,结构动力学方程与滚转运动方程多学科耦合仿真系统,研究了三角翼滚转情形下的抖振现象。采用N-S方程求解非定常气动力,模态叠加法计算结构动力学方程,数值模拟了60°后掠三角翼无滚转时的气动弹性响应。得到的抖振加速度均方根与实验结果吻合良好。与无黏计算结果的对比表明,空气黏性对抖振加速度起到一定的抑制作用。引入滚转运动方程,模拟了三角翼滚转运动影响下的抖振响应。与无滚转情形相比,滚转运动下流场与低频模态间的耦合效应大幅增强,抖振振幅与加速度均方根比无滚转时明显增大。此外,非对称涡流流场使得背风面的气动载荷和抖振加速度高于迎风面。研究结论可供三角翼结构设计和疲劳分析参考。
- 韩冰徐敏蔡天星姚伟刚
- 关键词：气动弹性抖振计算机仿真三角翼黏性滚转运动
- 基于CFD/CSD耦合的二维受热壁板颤振特性研究
- 本文基于CFD/CSD(计算流体力学/计算结构力学)耦合方法进行了二维壁板的颤振分析。采用D’Alembert原理和有限元方法建立了二维简支受热壁板在超声速流作用下的非线性动力学方程,并在时域内进行求解。其中几何非线性采...
- 窦怡彬徐敏蔡天星姚伟刚
- 关键词：壁板颤振CFD/CSD耦合有限元方法数据传递
- 文献传递
