气动弹性的流固耦合分析方法
节选
[
主要符号表 A,B,C,D:系数矩阵 C [ ] ,C,Z:阻尼矩阵、广义阻尼矩阵 C:压力系数 c:来流声速 E:位移向量,广义位移向量 F:结构载荷 I:单位矩阵 [K ] ,K:刚度矩阵、广义刚度矩阵 L:长度,参考长度 [M ] ,M :质量矩阵,广义质量矩阵 Q:所受外力,包括惯性力,空气动力等 {Q}:外力矩阵 Φ [ ] 、Φ:节点或结构无量纲固有振型 S:参考面积,网格面积 V:来流速度 w:结构节点的位移或振型 W :活塞运动速度 W :是下洗控制点处的下洗速度列阵 Z:节点位移、结构位移 ρ:来流密度 ω:结构固有频率 ξ,ξ { }:模态坐标、模态坐标列阵 下标∞ :表示无穷远 下标L:表示当地 ……
]
内容简介
[
本书介绍气动弹性的概念、分类和基本方法，以及流固耦合计算方法的基本概念和研究概况，介绍可面向工程设计的使用通用(商用)软件进行颤振分析的方法、流程、计算步骤和使用特点，并进一步介绍带升力面组合体超声速颤振、热颤振和气动伺服弹性的计算方法和一般规律。 本书适合气动弹性专业的本科高年级学生、研究生和流固耦合相关领域(航空航天、海洋工程、建筑风工程、汽车工程、生物医药等领域)的研究人员和工程技术人员参考使用。
]
目录
第1章 计算气动弹性力学概况………………………………………………………………… 11．1 气动弹性的基本概念…………………………………………………………………… 11．2 静气动弹性问题………………………………………………………………………… 21．3 动气动弹性问题………………………………………………………………………… 41．3．1 气动弹性稳定性问题……………………………………………………………… 41．3．2 气动弹性响应问题………………………………………………………………… 61．4 小 结…………………………………………………………………………………… 7第2章 气动弹性分析的基本方法……………………………………………………………… 82．1 静气动弹性计算方法…………………………………………………………………… 82．1．1 柔度法……………………………………………………………………………… 82．1．2 模态法……………………………………………………………………………… 82．1．3 颤振法……………………………………………………………………………… 92．2 动气动弹性计算方法…………………………………………………………………… 102．2．1 结构离散化运动方程……………………………………………………………… 102．2．2 结构离散化运动方程模态叠加法………………………………………………… 112．2．3 非定常气动力计算及颤振计算方程……………………………………………… 112．2．4 表面样条插值方法………………………………………………………………… 122．2．5 颤振传统计算方法………………………………………………………………… 162．2．6 一种改进的g法………………………………………………………………… 232．2．7 非定常气动力的计算……………………………………………………………… 262．3 小 结…………………………………………………………………………………… 27第3章 基于当地流活塞理论的气动弹性分析方法………………………………………… 283．1 活塞理论………………………………………………………………………………… 283．2 当地流活塞理论………………………………………………………………………… 283．3 非定常下洗和压力分布………………………………………………………………… 293．3．1 任意翼面的非定常压力分布……………………………………………………… 303．3．2 旋成体机身的非定常压力分布…………………………………………………… 313．4 模态坐标表示的广义非定常气动力…………………………………………………… 313．4．1 模态坐标表示的广义非定常气动力……………………………………………… 313．4．2 翼面的广义非定常气动力………………………………………………………… 323．4．3 机身的广义非定常气动力………………………………………………………… 333．5 小 结…………………………………………………………………………………… 34第4章 流固耦合方法概述…………………………………………………………………… 354．1 流固耦合的基本概念…………………………………………………………………… 354．2 流体软件中的流固耦合方式…………………………………………………………… 364．2．1 滑动网格的耦合方式……………………………………………………………… 364．2．2 动网格生成的耦合方式…………………………………………………………… 374．3 流体软件和固体软件的耦合方式……………………………………………………… 394．3．1 直接耦合的流固耦合方式………………………………………………………… 394．3．2 迭代耦合求解的流固耦合方式…………………………………………………… 404．4 第三方的流固耦合软件………………………………………………………………… 404．5 流固耦合方法…………………………………………………………………………… 414．5．1 空间离散格式……………………………………………………………………… 414．5．2 界面的耦合方法和流固网格的相容性…………………………………………… 424．5．3 时间推进格式……………………………………………………………………… 444．6 小 结…………………………………………………………………………………… 46第5章 基于Flightloads&Nastran的气动弹性分析………………………………………… 475．1 Flightloads&Nastran软件介绍……………………………………………………… 475．1．1 软件简介…………………………………………………………………………… 475．1．2 主要功能…………………………………………………………………………… 475．1．3 技术特点…………………………………………………………………………… 485．1．4 基本模块…………………………………………………………………………… 495．1．5 应用领域…………………………………………………………………………… 495．2 基于Flightloads&Nastran的三维翼型气动弹性分析……………………………… 535．2．1 三维翼型模型……………………………………………………………………… 535．2．2 结构模态分析……………………………………………………………………… 545．2．3 气动网格面设置…………………………………………………………………… 575．2．4 气动结构耦合设置………………………………………………………………… 585．2．5 减缩频率定义……………………………………………………………………… 595．2．6 结构检测点设置…………………………………………………………………… 605．2．7 颤振分析定义……………………………………………………………………… 605．3 颤振结果分析…………………………………………………………………………… 645．4 小 结…………………………………………………………………………………… 65第6章 基于ADINA 的气动弹性分析……………………………………………………… 666．1 ADINA 软件介绍……………………………………………………………………… 666．1．1 软件简介…………………………………………………………………………… 666．1．2 主要功能…………………………………………………………………………… 666．1．3 技术特点…………………………………………………………………………… 696．1．4 基本模块…………………………………………………………………………… 726．1．5 应用领域…………………………………………………………………………… 726．2 基于ADINA 的二维翼型流固耦合分析……………………………………………… 736．2．1 模型概述…………………………………………………………………………… 736．2．2 刚性体的CFD计算……………………………………………………………… 746．2．3 柔性体的FSI计算……………………………………………………………… 846．3 三维算例………………………………………………………………………………… 996．4 小 结………………………………………………………………………………… 110第7章 基于MpCCI的气动弹性分析……………………………………………………… 1117．1 MpCCI软件介绍……………………………………………………………………… 1117．1．1 软件简介………………………………………………………………………… 1117．1．2 主要功能………………………………………………………………………… 1127．1．3 技术特点………………………………………………………………………… 1127．1．4 基本模块………………………………………………………………………… 1147．1．5 应用领域………………………………………………………………………… 1147．2 基于MpCCI的二维翼型流固耦合分析…………………………………………… 1157．2．1 CAD及模型设置………………………………………………………………… 1157．2．2 MpCCI耦合计算结果…………………………………………………………… 1167．3 基于MpCCI的三维模型翼气动弹性分析………………………………………… 1187．3．1 流体计算………………………………………………………………………… 1187．3．2 结构计算………………………………………………………………………… 1247．3．3 MpCCI耦合计算设置…………………………………………………………… 1267．3．4 颤振分析………………………………………………………………………… 1357．4 小 结………………………………………………………………………………… 140第8章 基于ADI．Dragonfly的气动弹性分析……………………………………………… 1418．1 ADI．Dragonfly软件介绍…………………………………………………………… 1418．1．1 软件简介………………………………………………………………………… 1418．1．2 主要功能………………………………………………………………………… 1418．1．3 技术特点………………………………………………………………………… 1428．1．4 应用领域………………………………………………………………………… 1438．2 超声速组合体颤振预测的算例……………………………………………………… 1438．2．1 分析流程………………………………………………………………………… 1438．2．2 新建/删除工程…………………………………………………………………… 1448．2．3 参数列表………………………………………………………………………… 1458．2．4 建立模型………………………………………………………………………… 1528．2．5 程序求解………………………………………………………………………… 1548．2．6 结果处理和绘图输出…………………………………………………………… 1548．3 小 结………………………………………………………………………………… 163第9章 带升力面组合体超声速颤振方法…………………………………………………… 1649．1 组合体颤振计算概述………………………………………………………………… 1649．2 舵面颤振计算………………………………………………………………………… 1649．3 组合体颤振计算……………………………………………………………………… 1679．3．1 控制方程………………………………………………………………………… 1679．3．2 气动力模型……………………………………………………………………… 1689．3．3 结构运动的时域仿真…………………………………………………………… 1689．4 热颤振计算…………………………………………………………………………… 1719．4．1 高超声速气动加热分析………………………………………………………… 1729．4．2 结构传热和温度场分析………………………………………………………… 1739．4．3 热弹性耦合和热模态分析……………………………………………………… 1739．5 气动伺服弹性计算…………………………………………………………………… 1769．5．1 伺服气动弹性研究的现状与发展……………………………………………… 1769．5．2 气动伺服弹性计算结果………………………………………………………… 1799．6 小 结………………………………………………………………………………… 181附录一 颤振的物理基础和影响因素………………………………………………………… 182一、颤振的物理基础………………………………………………………………………… 182二、各种因素对颤振稳定性的影响………………………………………………………… 185附录二 HD3103B舵面模型风洞颤振试验………………………………………………… 187一、几何模型和工况………………………………………………………………………… 187二、结构参数………………………………………………………………………………… 188三、气动参数………………………………………………………………………………… 191四、颤振计算结果与结论…………………………………………………………………… 201参考文献………………………………………………………………………………………… 202
封面
书名:气动弹性的流固耦合分析方法
作者:刘超峰
页数:207
定价:¥48.0
出版社:北京航空航天大学出版社
出版日期:2016-01-01
ISBN:9787512418790
PDF电子书大小:94MB 高清扫描完整版