超声速气流下矩形平板颤振分析的关键模态研究

本文针对超声速气流中的矩形平板颤振问题进行深入探讨，发表于2011年的《沈阳航空航天大学学报》。研究者陈安福和杨晓东，分别来自航空宇航工程学院，他们利用了一阶活塞理论来精确计算准定常气动力，这是空气动力学中一种经典方法，用于估算高速流动对平板表面的作用力。 在分析过程中，他们结合了弹性力学和结构动力学理论，构建了一个能够反映平板运动状态的平衡方程，这有助于理解气流动力如何影响平板的振动行为。通过将矩形平板视为梁模态系统，他们设计了近似的模态函数，这种近似方法使得复杂振动问题得以简化，便于数值模拟和解析研究。 借助MATLAB编程工具，研究人员绘制了一系列图形，详细研究了各种参数，如气流速度、板的几何尺寸、材料性质等，对平板的稳定性产生的影响。结果揭示了一个关键的发现：并非所有平板的模态都与颤振直接相关，而是特定的成对模态频率重合时才会触发颤振现象。这意味着振动控制策略应集中于这些关键模态上，以防止颤振的发生，确保飞行器在超声速条件下的安全运行。 该论文的关键词包括“平板”、“颤振”、“超声速气流”、“梁模态”和“活塞理论”，这些都是理解论文核心内容的关键术语。在工程技术和学术界，这类研究对于飞机设计、航空航天工程以及飞行器稳定性控制具有重要意义，因为颤振可能导致结构损坏，甚至飞行事故，因此理解和预防颤振是飞行器设计的重要任务。这篇论文的研究成果不仅提供了理论支持，也为实际工程应用提供了有价值的参考依据。