一种基于结构动力学的柔性扑翼气动结构耦合方法研究

作者：陈利丽; 宋笔锋; 宋文萍; 杨文青

来源：航空学报, 2013, (12): 2668-2681.

• 扑翼
• 气动结构耦合
• 非定常流动
• 空气动力学
• 结构动力学
• 柔性结构 flapping wing
• aerodynamic-structural coupling
• unsteady flow
• aerodynamics
• structural dynamics
• flexible structure

基于结构动力学理论,发展了一套适用于扑翼气动结构耦合特性的数值模拟方法:采用计算流体力学(CFD)方法数值模拟扑翼的非定常绕流,得到扑翼的非定常气动特性,基于计算结构力学(CSD)方法求解扑翼结构动力学方程得到扑翼的动态结构变形位移,从而得到周期内各时刻的扑翼外形,重复上述过程直至气动、结构变形均收敛。其中,扑翼非定常气动特性通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程得到。对于结构动态特性,首先基于Hamilton原理推导了扑翼的结构运动方程,并对动能和应变能进行变分,得到扑翼动力学方程,然后利用结构有限元方法对该方程进行离散并求解。通过与实验结果进行对比,验证了本文所发展求解程序的有效性...

• 单位
  中航工业第一飞机设计研究院; 西北工业大学