机翼跨音速颤振频域分析方法

"这篇论文详细探讨了机翼在跨音速条件下的颤振特性，并采用了频域分析方法进行研究。作者贺顺、杨智春和谷迎松通过西北工业大学航空学院进行了这项工作，该研究受到了国家自然科学基金等多个项目的资助。他们从气动力影响系数矩阵的物理意义出发，建立了计算跨音速气动力影响系数的新公式，然后通过非定常Euler方程求解气动力的时间历程。利用最小二乘法对模态气动力系数进行拟合，最终在频域内进行颤振分析。通过这种方法，他们计算了AGARD 445.6机翼的颤振边界，并与实验结果进行了对比，验证了该方法的有效性。" 本文主要知识点包括： 1. **颤振分析**：颤振是飞行器气动弹性力学中的关键问题，涉及到弹性结构在气流中的动态不稳定性。在跨音速飞行中，颤振现象尤其重要，因为它可能对飞行安全构成威胁。 2. **跨音速流**：当飞行速度接近或超过音速时，气流性质会发生显著变化，这被称为跨音速流。在此区域内，颤振现象的特性表现出特殊的行为，如“凹坑效应”，即颤振临界速度在特定马赫数下达到最小。 3. **气动力影响系数矩阵**：这是分析气动弹性问题的关键工具，矩阵中的元素描述了结构振动与气动力之间的关系。作者从物理意义上推导出计算这个矩阵的新方法，为后续的频域分析奠定了基础。 4. **非定常Euler方程**：这是一种用于描述不可压缩流体动力学的方程，用于计算机翼简谐振动下的气动力时间历程，这是理解颤振行为的基础。 5. **频域分析**：与传统的时域分析相比，频域分析能够更直观地揭示系统频率响应和稳定性特征。在本文中，作者通过最小二乘法拟合模态气动力系数，然后在频域内进行颤振分析。 6. **最小二乘法**：这是一种数学优化技术，用于拟合数据点的曲线，此处用于从气动力时间历程中提取模态气动力系数。 7. **AGARD 445.6 Wing**：这是一个被广泛用作颤振研究的基准模型，作者通过计算其颤振边界验证了所提出方法的准确性和实用性。 8. **实验与理论比较**：通过与已有的实验结果对比，作者证明了他们的频域分析方法能有效预测跨音速颤振边界，这对于飞行器设计和安全性评估具有重要意义。 这些知识点对于理解和解决飞行器在跨音速条件下的颤振问题至关重要，同时也展示了数值方法在气动弹性领域的重要应用。