小展弦比超声速机翼颤振的形状敏度解析分析  

作　　者：杨超[1] 杨佑绪[1] 吴志刚[1] 

机构地区：[1]北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100191

出　　处：《中国科学：技术科学》2012年第12期1423-1429,共7页Scientia Sinica(Technologica)

基　　金：国家自然科学基金(批准号:91116005;10902006)资助项目

摘　　要：颤振形状敏度指出颤振边界随机翼形状变化的移动情况.由于气动弹性系统质量、刚度和阻尼矩阵和形状设计变量的非线性函数关系,采用有限差分法计算颤振形状敏度耗费巨大,且准确性较低.本文提出一种颤振形状敏度的解析计算方法,考虑的变量主要包括展弦比、梢根比、机翼面积和后掠角.利用等效板模型,并结合一阶活塞理论求解结构质量、刚度和气动矩阵关于设计变量的解析导数.在颤振求解中采用状态空间形式运动方程,通过跟踪气动弹性极点在复平面的轨迹确定颤振速度.利用Lancaster伴随法求得特征值敏度和颤振解析形状敏度.基于解析敏度,利用线性Taylor近似预测基本设计点附近颤振速度随着形状变量的变化情况.通过和重新分析比较发现:本文方法能够准确预测翼面形状基本设计点附近的颤振速度,但对机翼面积和后掠角适用范围有限.利用颤振解析形状敏度,设计人员能在早期阶段在兼顾颤振特性的情况下进行翼面形状设计.

关 键 词：颤振 形状敏度 等效板模型 活塞理论 翼面设计 

分 类 号：V215.34[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]