航空发动机中的流固耦合动力学模型:建模与分析  

Modeling and mathematical theory onfluid structure interaction models in aircraft engines

作　　者：王术[1] 沈林 江松[3] Shu Wang;Lin Shen;Song Jiang

机构地区：[1]北京工业大学数学统计学与力学学院,北京100124 [2]黄淮学院数学与统计学院,驻马店463000 [3]北京应用物理与计算数学研究所,北京100088

出　　处：《中国科学:数学》2025年第3期753-778,共26页Scientia Sinica:Mathematica

基　　金：2023–2024年度国家自然科学基金项目指南。

摘　　要：本文综述航空发动机中的流固耦合动力学模型及其建模方法和理论分析结果.首先,基于振动力学中的旋转薄壁梁板壳叶片振动的非线性动力学模型、发动机叶片的实际几何结构以及在高压绕流场中的高速旋转等实际应用特征,基于Hamilton原理与热力学第二定律,推导并重构一些航空发动机旋转叶片振动动力学非线性流固耦合偏微分方程模型.然后,给出具有移动界面的一类非线性不可压流固耦合模型的一些理论分析结果.In this paper,we study some nonlinearfluid structure interaction(FSI)models in aircraft engines.Firstly,based on the existing nonlinear dynamic model of blade vibration of the rotating thin-walled beam,plate,or shell in vibration mechanics,and combined with the geometric structure of blade devices in aircraft engines and the practical application characteristics such as high-speed rotation and high pressure in the transonicflowfield,the nonlinear FSI dynamic mathematical models of blade vibration in aircraft engines are proposed by Hamilton theory and reviewed.Then,some theoretical analysis results obtained recently on some FSI models of incompressiblefluid are given.

关 键 词：航空发动机 旋转叶片振动 非线性流固耦合动力学模型 移动界面 

分 类 号：V23[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]