收藏本站
《西北工业大学》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

复杂流场的非定常气动力计算以及气动弹性研究

梁强  
【摘要】: 本文的主要工作是利用计算流体力学(CFD)方法,数值模拟机翼和全机的定常及非定常粘性绕流,并在此基础上耦合结构动力学方程研究了飞行器的多种气动弹性问题。最后对以上气动弹性问题的数值计算进行了基于微机网络的分布式并行计算研究。 利用代数无限插值方法,生成适合非定常有粘流动计算用的贴体运动结构网格,从三维非定常Navier-Stokes方程组出发,采用LU-NND有限差分格式和Baldwin-Lomax湍流模型建立了一种数值模拟三维机翼和全机的亚、跨、超音速定常及非定常粘性绕流的计算方法和程序。在模拟定常粘性绕流的基础上,耦合结构静平衡方程,对机翼的静气动弹性问题进行了研究,并在此基础上创新性地提出了多学科、多目标的型架外形优化设计和飞行姿态确定方案。在模拟非定常粘性绕流的基础上,与颤振运动方程相耦合,分别对机翼和全机流固耦合现象中颤振问题进行了研究,准确求解跨音速颤振临界速度,分析机翼和全机的从亚音速到超音速范围的颤振规律,并研究分析了机翼飞行迎角变化对颤振速度的影响。 利用现有条件自主开发出适合定常、非定常流场计算和气动弹性研究的分布式并行计算机系统。通过对单机串行程序进行分布式并行化改造,在国内首次实现了基于微机网络上的静气动弹性和颤振分布式并行计算,解决了数值求解气动弹性问题难以避免的耗时巨大的问题。 以多种机翼和某歼击机为算例,分别对其定常及非定常粘性绕流进行了数值模拟。分别以某后掠机翼和超临界机翼为算例,对机翼的静气动弹性问题以及基于静气动弹性的型架外形优化设计和飞行姿态确定进行研究,计算结果和有关文献的结果进行了比较,吻合很好。对多个机翼和导弹舵面的亚、跨、超音速的颤振特性进行了数值计算,求解从亚音速到超音速多个马赫数下的颤振 基于微机网络的分布式并行计算机上,对多个机翼和全机算例进行了分布式并 行计算,并对各个算例的并行和串行程序的计算结果和计算速度进行比较,验 证分布式并行计算求解复杂非定常流场的可行性和高效性,对比分析发现,分 布式并行计算可以在不影响计算精度的前提下,大大提高计算速度,是一种提 高CFD运算效率的理想方法。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:O354

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 方明祥;白俊强;王军利;范锐军;;基于非结构动网格的跨音速颤振研究[J];机械设计与制造;2007年11期
2 林跃胜;杨智春;叶伟;;一种机翼型架外形快速设计方法[J];机械科学与技术;2012年12期
3 肖大薇;唐琳;王颖;;分布式存储系统中基于MPI的并行计算编程模型[J];价值工程;2012年36期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 戴新进;复合材料结构随机振动的虚拟激励法及在航空航天领域的应用[D];大连理工大学;2007年
2 张伟伟;基于CFD技术的高效气动弹性分析方法研究[D];西北工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈鑫;矩形叶栅风洞设计及流场品质分析[D];大连海事大学;2011年
2 何光洪;机翼数值优化设计中的高效气动计算方法研究[D];西北工业大学;2004年
3 李杰;Navier-Stokes方程数值模拟及湍流模型研究[D];西北工业大学;2006年
4 王涛;跨音速非定常流场及颤振数值分析技术研究[D];西北工业大学;2006年
5 成水燕;二维非定常N-S方程及两方程湍流模型耦合求解技术研究[D];西北工业大学;2006年
6 方明祥;非定常Euler方程解及在颤振中的应用[D];西北工业大学;2007年
7 赵书苗;时—空守恒元解元方法数值研究[D];西北工业大学;2007年
8 张艳江;基于CFD/CSD的机翼非线性气弹分析[D];南京航空航天大学;2007年
9 脱朝智;机翼气动弹性湍流数值模拟和阵风响应功率谱法[D];大连理工大学;2007年
10 顾智平;航空发动机双转子系统随机响应分析研究[D];南昌航空大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 沈克扬,张锡华;弹性机翼的跨音速压强分布计算[J];空气动力学学报;1984年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张伟林;网络并行计算及在计算力学中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2003年01期
2 章文;物探数据处理网络并行计算环境的设计和实现[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2002年02期
3 吕晓斌,朱自强;二维跨音速Euler方程分区并行算法[J];北京航空航天大学学报;2000年02期
4 谢长川,吴志刚,杨超;大展弦比柔性机翼的气动弹性分析[J];北京航空航天大学学报;2003年12期
5 荆志伟;吴志刚;杨超;;带有燃气舵的导弹舵面颤振分析方法[J];北京航空航天大学学报;2010年08期
6 谢长川;王伟建;杨超;;充气式机翼的颤振特性分析[J];北京航空航天大学学报;2011年07期
7 管德,宗捷;结构非线性对颤振特性的影响[J];北京航空航天大学学报;1994年04期
8 黄明和,钟萃相,尹红;线性阵列上的一种新的并行排序算法[J];江西师范大学学报(自然科学版);2005年03期
9 尚明生,刘宴兵,孙世新;阶段并行模型上的并行算法设计[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2001年03期
10 胡光岷,贺振华,黄德济;基于TCP/IP协议的地震资料网络并行处理研究[J];成都理工学院学报;1999年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨秋艳;;飞机连续紊流突风载荷计算方法研究[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
2 苑凯华;邱志平;;热环境下复合材料壁板颤振分析[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
3 宗宁;李荣科;李海泉;;阵风载荷计算方法研究[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
4 王乐;;某飞行器弹翼颤振分析[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
5 荆志伟;吴志刚;杨超;;考虑燃气舵刚度耦合影响的空气舵颤振特性分析[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
6 赵冬强;马翔;;突风响应分析中的非定常气动力试验修正方法研究[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
7 赵玲;季辰;刘子强;;太阳能飞机突风载荷响应分析[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
8 季辰;赵玲;;太阳能无人机静气动弹性和颤振分析[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
9 张锦雄;;矩阵相乘并行算法的MPI实现[A];广西计算机学会2004年学术年会论文集[C];2004年
10 王伟建;谢长川;杨超;;充气式翼面的振动与颤振特性分析[A];2011年中国浮空器大会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨琼梁;超声速飞行器烧蚀与结构热耦合计算及气动伺服弹性分析[D];复旦大学;2011年
2 刘志文;基于外网等值的多区域电力系统无功优化计算[D];华南理工大学;2011年
3 张凯;兆瓦级Darrieus型立轴式风力机气动性能评价和结构动特性研究[D];重庆大学;2010年
4 王兴志;动态电力系统的建模与网格计算研究[D];上海交通大学;2011年
5 陈锡明;基于NOW的任务调度和负载平衡方法研究[D];电子科技大学;2000年
6 曹学年;刚性微分方程的并行Rosenbrock方法[D];中国工程物理研究院;2001年
7 张艳;分布并行算法设计、分析与实现[D];电子科技大学;2001年
8 陈丽华;带有沙漏控制的有限元冲击动力问题并行计算[D];中国农业大学;2001年
9 庞朝阳;向量量化与图像压缩——理论分析、算法设计、应用、实现[D];电子科技大学;2002年
10 叶志宝;支持企业业务过程持续改善的应用系统开发方法[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周翔;微型扑翼飞行器的气动特性及其优化研究[D];南昌航空大学;2010年
2 高和东;GPU并行计算在LSSVM建模中的研究与应用[D];大连理工大学;2010年
3 吕彬彬;T型尾翼跨声速复合材料颤振模型设计研究[D];中国空气动力研究与发展中心;2010年
4 刘卫强;基于PVM的最短路径求解方法的研究[D];昆明理工大学;2009年
5 杨珏;基于并行环境求解TSP问题[D];昆明理工大学;2009年
6 赵云鹏;某型无人机机翼的结构强度及气动弹性分析[D];浙江大学;2010年
7 梁涛;基于并行Gabor滤波器的纹理分析[D];中原工学院;2011年
8 方全杰;物理光学法在导体与涂层目标电磁散射中的应用[D];西安电子科技大学;2011年
9 李菲菲;三维FDTD并行算法的研究及应用[D];西安电子科技大学;2011年
10 刘晓妮;网管系统中SOAP北向接口的设计与实现[D];西安电子科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢长川,吴志刚,杨超;大展弦比柔性机翼的气动弹性分析[J];北京航空航天大学学报;2003年12期
2 严德;杨超;万志强;;应用气动力修正技术的静气动弹性发散计算[J];北京航空航天大学学报;2007年10期
3 杨超,陈桂彬,邹丛青;主动气动弹性机翼技术分析[J];北京航空航天大学学报;1999年02期
4 林德春;潘鼎;高健;陈尚开;;碳纤维复合材料在航空航天领域的应用[J];玻璃钢;2007年01期
5 张德良,谢巍,郭长铭,胡湘渝;气相爆轰胞格结构和马赫反射数值模拟[J];爆炸与冲击;2001年03期
6 林益平,郝喜海;基于UG/CAD技术的包装机械设计[J];包装工程;2001年04期
7 洪明,陈浩然;含分层损伤复合材料层合板声激励下振动特性研究[J];船舶力学;2004年02期
8 孙社营;粘弹阻尼结构动态性能的有限元分析[J];材料开发与应用;1999年06期
9 熊纯;都昌兵;;双转子航空发动机转子动平衡研究[J];长沙航空职业技术学院学报;2009年02期
10 齐娟;周云龙;李峰;;直流式低速风洞流动特性研究[J];东北电力大学学报(自然科学版);2009年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 桂洪斌;敷设粘弹性阻尼的板和加筋板的振动机理研究[D];大连理工大学;2001年
2 祝志文;桥梁风效应的数值方法及应用[D];中南大学;2002年
3 于向东;大跨桥梁颤振导数识别的强迫振动法研究[D];中南大学;2002年
4 杨旭东;基于控制理论的气动优化设计技术研究[D];西北工业大学;2002年
5 桑为民;基于自适应直角切割及混合网格的Euler/N-S方程数值模拟[D];西北工业大学;2002年
6 赵岩;桥梁抗震的线性/非线性分析方法研究[D];大连理工大学;2003年
7 肖志祥;复杂流动Navier-Stokes方程数值模拟及湍流模型应用研究[D];西北工业大学;2003年
8 金琰;叶轮机械中若干气流激振问题的流固耦合数值研究[D];清华大学;2002年
9 荣姣凤;移动式风蚀风洞研制与应用[D];中国农业大学;2004年
10 张亚辉;复杂结构在多种荷载工况下的屈曲及动力分析[D];大连理工大学;1999年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梁强;非定常气动力的N-S方程解及其应用[D];西北工业大学;2001年
2 史爱明;非结构动网格下非定常气动力计算和嗡鸣研究[D];西北工业大学;2003年
3 康虎;NF-6风洞马赫数控制系统研制与开发[D];四川大学;2003年
4 夏巍;考虑热效应的复合材料壁板颤振特性研究[D];西北工业大学;2004年
5 叶军科;基于拟压缩方法的二维低速流动数值模拟[D];西北工业大学;2004年
6 蒋胜矩;基于N-S方程的大迎角分离流及翼型结冰数值模拟[D];西北工业大学;2004年
7 杨青;超临界翼型、机翼的定常和非定常流场数值模拟[D];西北工业大学;2004年
8 刘海英;具有立方非线性机翼极限环颤振的研究[D];天津大学;2004年
9 栾伟伟;面向对象在计算机辅助结构设计中的应用[D];哈尔滨工程大学;2003年
10 李斐;FL-8风洞实验集成管理系统的总体设计[D];哈尔滨工程大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘国春;谢宗蕻;;大展弦比复合材料机翼设计与CFD/CSM计算[J];飞机设计;2008年06期
2 梅睿;叶正寅;;飞行器刚体运动与气动弹性相互作用问题研究[J];航空计算技术;2011年05期
3 徐建冬;夏健;;动网格上的时-空守恒元解元数值方法[J];江苏航空;2009年S1期
4 叶正寅;张伟伟;;基于CFD的高效气动弹性计算方法[J];航空科学技术;2008年01期
5 刘国春;谢宗蕻;;复合材料机翼设计研究[J];机械科学与技术;2011年06期
6 肖军;谷传纲;;基于全隐式紧耦合算法的颤振数值分析[J];机械工程学报;2010年22期
7 朱标;乔志德;宋文萍;韩忠华;;基于多重网格方法的跨声速颤振数值模拟研究[J];空气动力学学报;2011年01期
8 张玉梅;韩增尧;邹元杰;;随机振动环境下航天器结构强度设计方法综述[J];力学进展;2012年04期
9 杨炳渊;史晓鸣;梁强;;高超声速有翼导弹多场耦合动力学的研究和进展(上)[J];强度与环境;2008年05期
10 肖军;谷传纲;;基于全隐式紧耦合算法的气动弹性数值仿真[J];宇航学报;2010年11期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 杨炳渊;史哓鸣;梁强;;高超声速有翼导弹多场耦合动力学的研究和进展[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 孙波;大功率调速型液力偶合器轴向力研究[D];吉林大学;2011年
2 卢奭瑄;风力发电机组动力模型及循环变桨控制策略研究[D];沈阳工业大学;2012年
3 韩忠华;旋翼绕流的高效数值计算方法及主动流动控制研究[D];西北工业大学;2007年
4 彭波;铁道客车乘坐舒适性建模、仿真与虚拟试验研究[D];中南大学;2010年
5 白瑜光;湍流场中柔性结构的气动分析[D];大连理工大学;2011年
6 崔鹏;基于CFD/CSD的机翼气动弹性计算研究[D];南京航空航天大学;2011年
7 龙艳丽;高负荷氦气压气机气动设计及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 包常利;多重网格方法在风轮机流场数值模拟中的应用及研究[D];沈阳工业大学;2011年
2 李璐;基于虚拟激励法的火箭仪器舱随机振动研究[D];大连理工大学;2011年
3 刘文;预处理方法的研究及其在飞机设计中的应用[D];南京航空航天大学;2010年
4 高延达;涵道尾桨气动特性的CFD模拟及结构参数影响分析[D];南京航空航天大学;2010年
5 刘成;基于CFD/CSD弱耦合的直升机旋翼气弹特性研究[D];南京航空航天大学;2011年
6 林康;基于仿真驱动的大型亚声速后掠翼的设计评估与优化研究[D];河北工业大学;2011年
7 张凤;汽车行驶平顺性建模与仿真方法研究[D];辽宁工业大学;2012年
8 余刚;基于混合遗传算法和复合形法的翼型优化设计[D];西北工业大学;2007年
9 周密;基于虚拟激励法的汽车行驶平顺性仿真[D];吉林大学;2008年
10 张雪莲;有限体积法在风轮机流场数值模拟中的应用研究[D];沈阳工业大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 沈克扬;后掠机翼跨音速绕流的二级近似方法[J];航空学报;1983年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何力,周盛;一种能够反映气动、结构相互作用的叶片失速颤振计算模型[J];力学学报;1985年06期
2 司亮;马祥森;张裕兵;李启鹏;;翼梢装置对某机翼气动弹性行为影响研究[J];飞机设计;2010年06期
3 宗捷,管德;非定常空气动力最小状态拟合方法的应用研究[J];北京航空航天大学学报;1997年03期
4 孟庆国,周盛;叶轮机械非定常流动研究进展[J];力学进展;1997年02期
5 唐智明,周盛;轴流压气机叶片堵塞颤振的数值预测[J];力学学报;1983年05期
6 杨永年;大迎角非定常气动力与颤振研究[J];宁夏工学院学报;1996年S1期
7 高为炳;非定常线性大系统的稳定性[J];北京航空航天大学学报;1983年01期
8 宋健,陈任昭;非定常人口系统的动态特性和几个重要人口指数的计算公式[J];中国科学A辑;1983年11期
9 鲁传敬,何友声;计算非定常兴波问题的新方法[J];水动力学研究与进展A辑;1984年02期
10 陈任昭;高夯;宋凯胜;;具有移民项的非定常人口发展方程正则解的存在性与唯一性[J];东北师大学报(自然科学版);1985年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨永年;叶正寅;牟让科;梁强;;非线性气动弹性现象的若干问题研究[A];第七届全国空气弹性学术交流会论文集[C];2001年
2 侯安平;周盛;熊劲松;阙晓斌;;风扇/压气机内非定常分离流滞止压力定义的疑题探索[A];第十届全国分离流、旋涡和流动控制会议论文集[C];2004年
3 郭春雨;杨晨俊;马宁;;拖式吊舱推进器直航状态下水动力性能数值计算[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年
4 李金伟;于纪幸;吴玉林;任绍成;姜明利;;混流式水轮机甩负荷暂态过程的三维数值计算[A];水电设备的研究与实践——第十七次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2009年
5 刘凯礼;张堃元;;攻角动态变化的二元高超声速进气道气动特性研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
6 戚姝妮;董军;李艳亮;;基于合成射流技术控制多段翼型分离流动的数值模拟研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 张涵信;袁先旭;谢昱飞;叶友达;庄逢甘;;关于非定常动稳定性的数值模拟和物理分析研究[A];第四届《海峡两岸计算流体力学学术研讨会》论文集[C];2003年
8 阳述林;;二维非定常中子输运方程的并行迭代算法[A];中国空气动力学学会第十届物理气体动力学专业委员会会议论文集[C];2001年
9 鲁传敬;陈瑛;;空泡流数值模拟方法研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
10 邓力;张文勇;刘杰;许海燕;王瑞宏;李树;;非定常粒子输运蒙特卡罗并行算法研究[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 严冰;大中型飞机颤振试飞成功[N];人民日报海外版;2010年
2 Flybear;贴体多一些[N];中国计算机报;2002年
3 杜春江;我国大中型飞机颤振试飞技术取得重大突破[N];中国航空报;2010年
4 姜丽丽;颤振试飞急先锋[N];中国航空报;2005年
5 ;应用于巴氏灭菌法的全密封贴体食品包装薄膜[N];中国包装报;2007年
6 劳古;秋季裤装风韵十足[N];中国商报;2000年
7 记者 张银炎 通讯员 周丙辉;为船型研发提供支撑[N];中国船舶报;2008年
8 记者 甘勃;首架国产大型民用直升机将首飞[N];大众科技报;2010年
9 张峰秋;科技潮头踏浪行[N];中国航空报;2005年
10 黎建华;南汽轮成功改造20万千瓦机组[N];中国工业报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 梁强;复杂流场的非定常气动力计算以及气动弹性研究[D];西北工业大学;2003年
2 胡运聪;振动叶栅非定常流动数值模拟与叶片颤振分析[D];西北工业大学;2003年
3 闫朝;关于应用缘线匹配最大化时序效应潜能的初探[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2004年
4 詹成胜;船舶非定常兴波问题的时域计算研究[D];武汉理工大学;2005年
5 Ayad Thabit Saeed(阿亚德);厦漳跨海大桥的颤振和抖振响应实验研究[D];重庆大学;2011年
6 盛其虎;风浪扰动中机翼的非定常气动力特性[D];哈尔滨工程大学;2003年
7 赵文胜;轴向流中板结构流固耦合动力学研究[D];武汉大学;2011年
8 谷同祥;大型稀疏线性代数方程组的并行非定常迭代方法[D];中国工程物理研究院;2001年
9 常欣;潜器全方向推进器的研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
10 赵斌娟;双流道泵内非定常三维湍流数值模拟及PIV测试[D];江苏大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梁强;非定常气动力的N-S方程解及其应用[D];西北工业大学;2001年
2 黄守智;基于动态变形网格的非定常粘性流动数值分析[D];西北工业大学;2005年
3 程芳;机翼跨音速颤振的频域计算[D];南京航空航天大学;2004年
4 王涛;跨音速非定常流场及颤振数值分析技术研究[D];西北工业大学;2006年
5 闫锋;欧拉方程求解静气动弹性问题[D];西北工业大学;2005年
6 方明祥;非定常Euler方程解及在颤振中的应用[D];西北工业大学;2007年
7 刘正宾;两段翼型子翼非定常振荡N-S方程数值模拟[D];西北工业大学;2006年
8 李红勤;青年女性贴体牛仔裤结构研究[D];东华大学;2012年
9 杨永帅;新型高频电液颤振器的设计与实验研究[D];浙江工业大学;2012年
10 靳德峰;高频电液颤振器流固耦合振动研究[D];浙江工业大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026