书籍详情
跨声速气动弹性力学
作者：高传强，张伟伟 著
出版社：科学出版社
出版时间：2022-06-01
ISBN：9787030722270
定价：¥128.00
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内容简介
《跨声速气动弹性力学》是跨声速气动弹性力学方面的专著，是作者针对当前跨声速气动弹性力学的复杂现象及其诱发机理研究所取得的系列成果的总结，包括跨声速气动弹性的数值模拟和分析方法、跨声速流动稳定性分析及建模方法、跨声速嗡鸣的诱发机理及触发条件、跨声速抖振状态下结构锁频的诱发机理、跨声速颤振和抖振的博弈、流固耦合导致的跨声速抖振边界降低以及跨声速抖振的主/被动控制等。这些内容可以帮助读者理解相关跨声速气动弹性复杂性的根源及其诱发机理，指导工程实践。
作者简介
暂缺《跨声速气动弹性力学》作者简介
目录
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 气动弹性问题概述 1
1.2 跨声速复杂流动 2
1.3 跨声速气动弹性研究现状 5
1.3.1 稳定性问题 5
1.3.2 响应问题 7
1.3.3 目前研究的局限性 8
1.4 跨声速气动弹性控制研究进展 9
1.5 本章小结 11
第2章 跨声速复杂流动的数值模拟 13
2.1 数值仿真综述 13
2.2 基于非结构网格技术的流动仿真 16
2.2.1 网格技术 16
2.2.2 流动控制方程及时空离散 21
2.2.3 湍流模型 23
2.3 跨声速翼型抖振算例验证 25
2.3.1 参数敏感性研究 26
2.3.2 抖振载荷预测 28
2.3.3 抖振边界预测 29
2.4 机翼跨声速抖振算例验证 33
2.4.1 CRM模型介绍 33
2.4.2 定常算例验证 34
2.4.3 抖振特性分析 35
2.5 本章小结 40
第3章 流动稳定性分析及建模 42
3.1 综述 42
3.2 基于DMD技术的流动稳定性分析 45
3.2.1 DMD分析方法 45
3.2.2 流动的稳定性分析 47
3.3 基于ARX模型的不稳定流动建模 54
3.3.1 ARX模型及建模过程 54
3.3.2 不稳定定常解 56
3.3.3 模型辨识 59
3.3.4 不稳定系统的截断 61
3.4 基于ERA技术的非定常流动建模 64
3.4.1 ERA建模方法简介 64
3.4.2 模型建立 66
3.5 气动模态的识别和提取 67
3.6 本章小结 70
第4章 跨声速气动弹性分析方法及验证 72
4.1 引言 72
4.2 CFD/CSD时域耦合求解方法 73
4.3 基于ROM的颤/抖振统一分析模型 76
4.4 算例验证 77
4.4.1 振荡翼型非定常气动力 77
4.4.2 HIRENASD机翼静气动弹性 78
4.4.3 BACT模型颤振 81
4.4.4 AGARD Wing445.6机翼颤振 85
4.4.5 NSAP机翼嗡鸣 88
4.5 本章小结 90
第5章 跨声速颤振 91
5.1 AGARD Wing 445.6机翼跨声速颤振边界分散机理研究 92
5.1.1 颤振边界分散现象 92
5.1.2 参数敏感性分析 94
5.1.3 气动特征模态提取 96
5.1.4 气动模态扰动与颤振边界的关系 98
5.2 跨声速嗡鸣特性研究 104
5.2.1 跨声速嗡鸣与跨声速抖振的关联性 105
5.2.2 嗡鸣发生的结构频率范围 109
5.2.3 嗡鸣的功能解释 112
5.3 跨声速嗡鸣机理研究 114
5.3.1 基于降阶模型的嗡鸣特性预测 114
5.3.2 A/B型嗡鸣机理分析 117
5.3.3 C型嗡鸣机理分析 125
5.3.4 A/B型和C型嗡鸣的比较和讨论 129
5.4 本章小结 131
第6章 跨声速抖振及相关气动弹性问题 132
6.1 抖振与颤振的博弈及其机理研究 133
6.1.1 研究状态选取 133
6.1.2 颤/抖振伴生与博弈现象 135
6.1.3 博弈机理分析 137
6.2 弹性特征对跨声速抖振始发边界的影响 139
6.2.1 结构参数影响研究 140
6.2.2 抖振边界降低 142
6.3 跨声速抖振锁频及诱发机理 144
6.3.1 锁频特性分析 144
6.3.2 锁频诱发机理研究 146
6.3.3 质量比的影响 153
6.4 本章小结 157
第7章 跨声速气动弹性本质及判别 158
7.1 跨声速气动弹性问题的本质分析 158
7.2 跨声速气动弹性故障模式判别与故障排除建议 159
7.3 本章小结 162
第8章 跨声速气动弹性控制研究 163
8.1 气动弹性控制研究概述 163
8.2 跨声速嗡鸣抑制研究 165
8.2.1 俯仰阻尼导数——嗡鸣触发的定量判据 165
8.2.2 基于代理模型的优化设计框架 168
8.2.3 基于外形优化的跨声速嗡鸣抑制 172
8.3 跨声速抖振控制研究模型及方案 175
8.4 基于CFD仿真的主动控制 176
8.4.1 开环控制 176
8.4.2 闭环控制 180
8.5 基于ROM的闭环控制律设计 189
8.5.1 极点配置 190
8.5.2 LQR控制 192
8.5.3 控制律鲁棒性检验 195
8.5.4 *优控制律的讨论 197
8.6 被动反馈控制 201
8.6.1 控制模型 201
8.6.2 控制机理分析 202
8.6.3 参数影响研究 205
8.7 本章小结 207
参考文献 208
前言
第1章 绪论 1
1.1 气动弹性问题概述 1
1.2 跨声速复杂流动 2
1.3 跨声速气动弹性研究现状 5
1.3.1 稳定性问题 5
1.3.2 响应问题 7
1.3.3 目前研究的局限性 8
1.4 跨声速气动弹性控制研究进展 9
1.5 本章小结 11
第2章 跨声速复杂流动的数值模拟 13
2.1 数值仿真综述 13
2.2 基于非结构网格技术的流动仿真 16
2.2.1 网格技术 16
2.2.2 流动控制方程及时空离散 21
2.2.3 湍流模型 23
2.3 跨声速翼型抖振算例验证 25
2.3.1 参数敏感性研究 26
2.3.2 抖振载荷预测 28
2.3.3 抖振边界预测 29
2.4 机翼跨声速抖振算例验证 33
2.4.1 CRM模型介绍 33
2.4.2 定常算例验证 34
2.4.3 抖振特性分析 35
2.5 本章小结 40
第3章 流动稳定性分析及建模 42
3.1 综述 42
3.2 基于DMD技术的流动稳定性分析 45
3.2.1 DMD分析方法 45
3.2.2 流动的稳定性分析 47
3.3 基于ARX模型的不稳定流动建模 54
3.3.1 ARX模型及建模过程 54
3.3.2 不稳定定常解 56
3.3.3 模型辨识 59
3.3.4 不稳定系统的截断 61
3.4 基于ERA技术的非定常流动建模 64
3.4.1 ERA建模方法简介 64
3.4.2 模型建立 66
3.5 气动模态的识别和提取 67
3.6 本章小结 70
第4章 跨声速气动弹性分析方法及验证 72
4.1 引言 72
4.2 CFD/CSD时域耦合求解方法 73
4.3 基于ROM的颤/抖振统一分析模型 76
4.4 算例验证 77
4.4.1 振荡翼型非定常气动力 77
4.4.2 HIRENASD机翼静气动弹性 78
4.4.3 BACT模型颤振 81
4.4.4 AGARD Wing445.6机翼颤振 85
4.4.5 NSAP机翼嗡鸣 88
4.5 本章小结 90
第5章 跨声速颤振 91
5.1 AGARD Wing 445.6机翼跨声速颤振边界分散机理研究 92
5.1.1 颤振边界分散现象 92
5.1.2 参数敏感性分析 94
5.1.3 气动特征模态提取 96
5.1.4 气动模态扰动与颤振边界的关系 98
5.2 跨声速嗡鸣特性研究 104
5.2.1 跨声速嗡鸣与跨声速抖振的关联性 105
5.2.2 嗡鸣发生的结构频率范围 109
5.2.3 嗡鸣的功能解释 112
5.3 跨声速嗡鸣机理研究 114
5.3.1 基于降阶模型的嗡鸣特性预测 114
5.3.2 A/B型嗡鸣机理分析 117
5.3.3 C型嗡鸣机理分析 125
5.3.4 A/B型和C型嗡鸣的比较和讨论 129
5.4 本章小结 131
第6章 跨声速抖振及相关气动弹性问题 132
6.1 抖振与颤振的博弈及其机理研究 133
6.1.1 研究状态选取 133
6.1.2 颤/抖振伴生与博弈现象 135
6.1.3 博弈机理分析 137
6.2 弹性特征对跨声速抖振始发边界的影响 139
6.2.1 结构参数影响研究 140
6.2.2 抖振边界降低 142
6.3 跨声速抖振锁频及诱发机理 144
6.3.1 锁频特性分析 144
6.3.2 锁频诱发机理研究 146
6.3.3 质量比的影响 153
6.4 本章小结 157
第7章 跨声速气动弹性本质及判别 158
7.1 跨声速气动弹性问题的本质分析 158
7.2 跨声速气动弹性故障模式判别与故障排除建议 159
7.3 本章小结 162
第8章 跨声速气动弹性控制研究 163
8.1 气动弹性控制研究概述 163
8.2 跨声速嗡鸣抑制研究 165
8.2.1 俯仰阻尼导数——嗡鸣触发的定量判据 165
8.2.2 基于代理模型的优化设计框架 168
8.2.3 基于外形优化的跨声速嗡鸣抑制 172
8.3 跨声速抖振控制研究模型及方案 175
8.4 基于CFD仿真的主动控制 176
8.4.1 开环控制 176
8.4.2 闭环控制 180
8.5 基于ROM的闭环控制律设计 189
8.5.1 极点配置 190
8.5.2 LQR控制 192
8.5.3 控制律鲁棒性检验 195
8.5.4 *优控制律的讨论 197
8.6 被动反馈控制 201
8.6.1 控制模型 201
8.6.2 控制机理分析 202
8.6.3 参数影响研究 205
8.7 本章小结 207
参考文献 208
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