發(fā)布時(shí)間：2024-05-30 23:47

　　采用自主發(fā)展的雙向流固耦合求解器,研究了斜激波沖擊作用下曲壁板的氣動(dòng)彈性響應(yīng)特性。曲壁板的幾何非線性大變形運(yùn)動(dòng)方程采用有限差分法求解,流體控制方程基于有限體積法求解,雙向流固耦合采用交錯(cuò)迭代算法。計(jì)算結(jié)果表明:當(dāng)動(dòng)壓小于臨界顫振動(dòng)壓時(shí),曲壁板表現(xiàn)出靜平衡狀態(tài),且隨著動(dòng)壓的增大,壁板變形的非對(duì)稱性越明顯。當(dāng)動(dòng)壓大于臨界顫振動(dòng)壓時(shí),壁板振動(dòng)位移先增大后減小,最終達(dá)到穩(wěn)定顫振狀態(tài),且該極限環(huán)顫振并不關(guān)于初始位置正負(fù)對(duì)稱的。同時(shí),隨著動(dòng)壓的增大,壁板顫振的正向峰谷值、負(fù)向峰谷值和振幅均逐漸增大,顫振頻率則逐漸減小。壁板振動(dòng)響應(yīng)規(guī)律并不隨著壁板彎曲高度的改變而單調(diào)遞增或遞減,較小的彎曲高度可以降低壁板顫振臨界動(dòng)壓值,但是當(dāng)彎曲高度進(jìn)一步增大后,由于氣動(dòng)非線性特性增強(qiáng),準(zhǔn)周期無規(guī)則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)被激發(fā)了出來,臨界顫振動(dòng)壓迅速升高。

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【部分圖文】：

圖1斜激波作用下曲壁板顫振計(jì)算模型

無量綱動(dòng)壓為λ=ρ1U12a3/D,其中抗彎剛度D=Esh3/12(1-ν2)。曲壁板上表面為流場(chǎng)施加的氣動(dòng)壓力載荷,下表面空腔壓力[16-17]為pc=(xi/a)p1+[1-(xi/a)]p3,其中xi為斜激波沖擊位置,p1和p2為入射斜激....

圖9H/h對(duì)壁板λcr的影響

圖8H/h對(duì)壁板變形和壓力分布的影響為研究壓力載荷與壁板振動(dòng)位移之間的關(guān)系,圖10給出了x=0.75a位置處壁板振動(dòng)位移響應(yīng)和表面壓力響應(yīng)之間的相位差。對(duì)于H/h=-1,壓力與位移振動(dòng)的相位基本一致,由于系統(tǒng)中未考慮結(jié)構(gòu)的阻尼,作用在壁板上的壓力載荷具有提供能量維持壁板振動(dòng)的作....

圖2網(wǎng)格和時(shí)間步對(duì)曲壁板x=0.75a位置處振動(dòng)位移的影響（H/h=1)

計(jì)算區(qū)域網(wǎng)格采用多塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,并在y方向壁面處對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行加密處理。為保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性,采用3套網(wǎng)格(150×61、201×105、301×105)進(jìn)行網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證,并研究了時(shí)間步長(zhǎng)對(duì)曲壁板顫振結(jié)果的影響。網(wǎng)格和時(shí)間步長(zhǎng)對(duì)曲壁板x=0.75a位置處振動(dòng)位移響應(yīng)如圖2所示,其....

圖2網(wǎng)格和時(shí)間步對(duì)曲壁板x=0.75a位置處振動(dòng)位移的影響（H/h=1)

圖2網(wǎng)格和時(shí)間步對(duì)曲壁板x=0.75a位置處振動(dòng)位移的影響（H/h=1)3計(jì)算結(jié)果與分析

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