【摘 要】
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飞行器做跨音速飞行时,气动弹性问题较为突出。传统的基于线性假设对N-S方程进行简化得到的势流方程在进行跨音速气动弹性分析时就存在明显的偏差。CFD方法可以高精度的求解
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飞行器做跨音速飞行时,气动弹性问题较为突出。传统的基于线性假设对N-S方程进行简化得到的势流方程在进行跨音速气动弹性分析时就存在明显的偏差。CFD方法可以高精度的求解每个时间步的非定常气动力,但CFD方法的明显缺点在于进行非定常气动力计算时对计算资源提出了很高的要求,巨大的计算量和冗长的计算时间难以被工程师们所接受。21世纪以来,一些学者提出基于CFD方法的非定常气动力降阶模型的概念,以比原本低得多的计算成本为非定常流场提供定量的精确描述CFD数值模拟的数学模型。本学位论文就是在基于CFD方法的非定常气动力降阶模型的研究背景下,利用以分段二次多小波为基函数表示的三阶Volterra级数建立跨音速非定常气动力降阶模型,对跨音速非定常气动力进行预测。本论文的工作主要如下:(1)基于CFD方法对二元翼段在跨音速状态下的定常气动力和做俯仰振荡的非定常气动力进行数值模拟,与实验数据做对比。(2)构建以分段二次多小波函数为基函数的前三阶Volterra核函数和SISO、M IMO系统的三阶Volterra级数近似。(3)设计一维、二维和三维扫频输入信号,进行CFD计算得到非定常气动力辨识所需的输出数据,辨识前三阶Volterra核函数,建立分别以一阶、二阶和三阶Volterra级数表示的单输入/单输出系统的非定常气动力降阶模型。(4)以前三阶Volterra级数表示的单输入/单输出系统的非定常气动力降阶模型对二元翼段在跨音速区域做俯仰运动的非定常气动力进行预测,并与CFD计算结果做对比,验证降阶模型的精确度。
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