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《高超聲速翼面的流固熱多場(chǎng)耦合分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、中圖分類(lèi)號(hào)：V215.3論文編號(hào)：102870115-S009學(xué)科分類(lèi)號(hào)：080102碩士學(xué)位論文高超聲速翼面的流固熱多場(chǎng)耦合分析研究生姓名徐飛學(xué)科、專(zhuān)業(yè)固體力學(xué)研究方向氣動(dòng)彈性力學(xué)指導(dǎo)教師韓景龍教授南京航空航天大學(xué)研究生院航空宇航學(xué)院二О一五年三月INanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringMulti-FieldCoupledFluid-Thermal-Structu
2、ralAnalysisofHypersonicWingAThesisinSolidMechanicsbyXuFeiAdvisedbyProf.HanJinglongSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015II南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文承諾書(shū)本人聲明所呈交的博/碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其
3、他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書(shū)）作者簽名：日期：III高超聲速翼面的流固熱多場(chǎng)耦合分析摘要熱氣動(dòng)彈性分析是高超聲速飛行器研制過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)之一。熱氣動(dòng)彈性問(wèn)題涉及計(jì)算空氣動(dòng)力學(xué)、計(jì)算結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、計(jì)算熱力學(xué)等多門(mén)學(xué)科，屬于典型的流固熱多場(chǎng)耦合問(wèn)題。本文在全面回顧熱氣動(dòng)彈
4、性分析方法的基礎(chǔ)上，采用了一種多場(chǎng)耦合方法，將CFD與ANSYS熱-結(jié)構(gòu)場(chǎng)求解器相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)各場(chǎng)之間的全耦合求解，并利用該方法研究了典型高超聲速翼面的熱氣動(dòng)彈性問(wèn)題，主要工作有：建立了典型高超聲速飛行器翼面模型，分別利用CFD程序和ANSYS軟件求解其流場(chǎng)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過(guò)耦合平臺(tái)完成流場(chǎng)和結(jié)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)耦合分析。研究了該模型的靜熱氣動(dòng)彈性配平問(wèn)題，同時(shí)還討論了材料屬性變化和熱應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，對(duì)于本文模型，氣動(dòng)加熱使結(jié)構(gòu)剛度和模態(tài)頻率降低且彎-扭模態(tài)逐漸靠近；結(jié)構(gòu)剛度下降主要由材料屬
5、性變化所引起，熱應(yīng)力的影響很小，而結(jié)構(gòu)變形主要由材料熱膨脹所引起。以熱配平結(jié)果為初始條件，在配平基礎(chǔ)上對(duì)結(jié)構(gòu)施加擾動(dòng)，研究了配平后模型在此擾動(dòng)下的熱氣動(dòng)彈性響應(yīng)問(wèn)題，結(jié)果表明氣動(dòng)熱的作用使模型的氣動(dòng)彈性特性發(fā)生改變，顫振速度大幅降低，其中材料屬性變化起主要原因。采用多場(chǎng)耦合及分段求解的方法，研究了翼面模型在氣動(dòng)熱作用下的瞬態(tài)加熱問(wèn)題，以及加熱過(guò)程中結(jié)構(gòu)力學(xué)特性和氣動(dòng)彈性特性隨時(shí)間的變化規(guī)律。結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的加熱最終達(dá)到熱平衡狀態(tài)，其中在初始階段升溫較快，之后趨于平緩。結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率隨時(shí)間逐漸下降
6、，初始階段下降較快，之后逐漸趨于熱配平后的模態(tài)，而其顫振速度也呈現(xiàn)同樣的變化趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：高超聲速，多場(chǎng)耦合，熱氣動(dòng)彈性，熱模態(tài)分析，顫振IV南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTAerothermoelasticityanalysisisoneofthekeytechnologiesofhypersonicvehicleresearch.AerothermoelasticityisatypicalCFD/CSD/CTDmulti-fieldcouplingproblem,mainlyinvolvin
7、gcomputationalfluiddynamics,computationalstructuraldynamicsandcomputationalthermaldynamics.Basedonacomprehensivereviewoftheaerothermoelasticityanalysismethod,amulti-fieldcouplingmethodisusedinthepapertoactualizethefull-couplinganalysisbycouplingCFDwithANSY
8、S,Themainworksinvolving:Modelatypicalhypersonicwing,andsolvetheflowfieldandstructureparametersofitrespectivelybyusingCFDprogramandANSYSsoftware,andcompletethedataexchangebetweenCFDandANSYSbythecouplingplatfor
