一、飞行器非线性气动弹性和颤振主动控制研究进展（论文文献综述）
李家旭,田玮,谷迎松[1]（2021）在《间隙非线性气动弹性系统颤振及控制问题研究进展》文中研究表明含有间隙结构的气动弹性系统非线性颤振问题是飞行器气动弹性力学工程领域的研究热点和难点。根据目前现代飞行器结构轻量化设计及更大机动性能的发展趋势,非线性颤振问题日益突出,直接关系到飞行器的安全与性能。因此综述了近几十年来带间隙非线性的非线性气动弹性力学模型、非线性系统辨识及非线性动力学与控制等问题的研究进展。在已有相关研究成果的基础上提出了今后值得进一步解决和关注的研究问题。
黄锐,胡海岩[2]（2021）在《飞行器非线性气动伺服弹性力学》文中进行了进一步梳理现代飞行器日益呈现结构轻质化、控制系统宽通带和高权限的发展趋势.因此,非定常气动力、柔性结构和主动控制系统三者间的耦合力学成为重要的研究领域.自20世纪80年代起,航空界开始关注受控飞行器的气动弹性稳定性以及主动控制问题,但对气动/结构的非线性效应、控制回路时滞对受控飞行器动力学行为的影响规律研究尚不充分.研究这些影响规律不仅涉及非线性、高维数、多变参数和时滞效应等难题,而且必须面对空气动力、飞行器结构、驱动机构、控制系统之间的强耦合问题.其中的前沿难题是:发展非线性气动伺服弹性动力学建模理论,揭示上述因素诱发受控气动弹性振动的动力学机理,开展气动伺服弹性控制风洞实验.本文针对非线性气动伺服弹性力学所涉及的非线性非定常气动力建模、非线性结构动力学、气动伺服弹性控制律设计、气动伺服弹性实验,总结相关研究现状和最新进展,特别是近年来作者学术团队的研究成果,并对进一步研究给出若干建议.
向锦武,阚梓,邵浩原,李华东,董鑫,李道春[3]（2020）在《长航时无人机关键技术研究进展》文中研究表明为研究长航时无人机发展趋势及面临的技术难题,对长航时无人机的发展现状及关键技术进行了分析与总结.长航时无人机留空时间长,作业覆盖区域广,在高空巡航作业时受天气和大气上下对流的影响小,具备广阔的应用前景.首先以常规动力和新能源动力分类,总结了当前国内外长航时无人机的主要型号,回顾了长航时无人机的发展历程.然后,根据长航时无人机高升力、高升阻比和缓失速气动需求,复合材料大展弦比机翼大柔性特征以及长航时无人机任务环境复杂等特点,总结了长航时无人机发展过程中亟需解决的关键技术难题,包括高效气动综合设计技术、大展弦比机翼气动弹性分析和主动控制技术、复合材料气动弹性剪裁技术、柔性飞行动力学建模和控制技术以及无人机自主导航技术等.最后,结合国外长航时无人机的发展特点,提出了我国长航时无人机的发展建议.研究表明:常规动力中空长航时无人机得到了比较广泛的应用,但新能源动力长航时无人机多数还处于研究样机研制阶段.续航时间在一周以上的"超长航时"无人机技术成为各航空强国关注的焦点.长航时无人机系统的智能化、协同化和网络安全是未来发展的主要方向.
单恩光[4]（2020）在《大展弦比机翼/螺旋桨气弹耦合稳定性参数影响分析》文中研究表明大展弦比机翼/螺旋桨飞行器以其特有的高升阻比气动力特性,使其在高空长航时类飞行器中具有不可代替的地位。大展弦比机翼/螺旋桨飞行器的机翼、螺旋桨安装结构与螺旋桨之间容易出现不稳定的气弹耦合现象,影响飞行安全,限制飞行速度。本文通过理论分析研究大展弦比机翼/螺旋桨飞机不稳定的回转颤振参数影响,为此类飞行器的设计提供动力学设计分析方法。本文考虑机翼以及螺旋桨安装结构的弹性变形,基于Hamilton原理,利用多体方法描述动力学部件的空间运动关系,建立了大展弦比机翼/螺旋桨气弹耦合动力学分析模型,所建立的模型保留了大展弦比机翼/螺旋桨机之间气动、惯性及结构耦合,可用于进行大展弦比机翼/螺旋桨飞行器的回转颤振稳定性边界分析。基于所建立的大展弦比机翼/螺旋桨机气弹耦合动力学分析模型,进行了大展弦比机翼/螺旋桨机的回转颤振参数影响研究,分析参数包括:螺旋桨的个数、螺旋桨安装结构的长度与螺旋桨安装位置等基本动力学设计参数。分析研究得到了一些有意义的结论与参数影响规律,这些结论可以用于指导大展弦比机翼/螺旋桨飞行器的动力学设计。
杭晓晨[5]（2019）在《大柔性飞行器气弹系统建模及稳定性分析》文中指出高空长航时大柔性飞行器可用于执行侦察、监测、预警和通信中继等任务,具有广阔的发展潜力及应用前景,是临近空间飞行器重要的结构形式之一。为了提高气动效率、任务载荷,此类飞行器通常采用轻质复合材料,具有大展弦比柔性机翼。大柔性飞行器结构与气动荷载耦合形成的气动弹性问题,与传统飞机有很大区别,体现在结构变形较大、系统中不确定性因素突出、弹性振动与刚体模态产生耦合等方面。这些特点决定了以往的非定常气动力理论、气弹稳定性建模和分析方法可能并不再适用。因此,有必要发展新的气弹系统动力学建模和稳定性求解方法,为此类新型大柔性飞行器的结构设计与气弹分析提供支撑。在上述需求的牵引下,本文主要开展了以下研究工作:1、研究了大柔性飞行器气弹稳定性分析特征值问题的构造及求解方法。将控制理论中的结构奇异值理论应用到气弹系统的稳定性分析中,以来流动压为有界摄动量,构造状态空间域的系统矩阵和特征值问题,最终获得标称气弹稳定性边界。算例研究表明,相比于经典的频域颤振分析方法,该方法具有更好的精度,得到的稳定性边界与实验值更吻合。该方法作为本文后续气弹系统稳定性分析的理论基础。2、提出了一种具有统一形式的气弹系统状态空间建模方法。对几种常用的非定常气动力理论模型进行了推导,并结合有限元模型的状态空间方程,给出了建立于状态空间的气弹系统统一形式。在此统一形式的基础上,研究了气弹系统与控制系统的耦合、颤振模态追踪等问题。算例研究表明,该方法具有形式统一、易于多学科耦合、能够兼顾时/频域分析的优点。采用文本提出的基于左-右特征向量正交检验的模态追踪算法,能够比传统的基于MAC值的模态追踪算法更为准确地分辨大柔性飞行器结构颤振模态变化趋势。后续章节针对大柔性飞行器气弹稳定性的研究都采用了本章提出的统一状态空间建模方法。3、建立了基于非定常涡格法气动力理论的柔性飞行器结构时间步长推进仿真框架。提出了一种基于瞬时变形信息的时变无限板样条插值方法,基于此插值方法给出了非定常涡格法与梁单元有限元结构、壳单元有限元模型的耦合分析框架。为了构造气弹系统的时域离散状态空间方程以便进行稳定性分析,研究了基于UVLM非定常气动力的解析气弹灵敏度分析方法。算例研究表明,时变无限板样条插值相对于传统方法更符合实际情况,得到的气动荷载分布更为准确。基于链式法则的解析气弹灵敏度分析方法能够解决UVLM时间迭代仿真不易求解特征值的问题。采用了三种不同建模精度的大柔性飞行器结构模型,验证了基于UVLM气动力的气弹系统建模和稳定性分析方法的有效性。4、研究了基于结构奇异值理论的大柔性飞行器结构鲁棒颤振稳定性分析方法。推导了基于结构奇异值理论的气弹系统线性分式变换结构形式,并给出了考虑结构刚度/阻尼参数不确定性、模态参数不确定性、气动力参数不确定性的鲁棒气弹系统建模方法。算例研究表明,在构建标准P-Δ反馈系统时,将参数不确定性项提取为增广方程,可以显着降低代数推导工作量。在大展弦比长直机翼结构中,气弹稳定性对模态阻尼参数不确定性最为敏感,对于气动力参数不确定性较不敏感。由于计及了不确定性的不利取值影响,鲁棒颤振稳定边界总是小于标称颤振边界。将算例结果与文献值对比,证明了本文提出的基于结构奇异值理论的鲁棒气弹稳定性分析方法准确有效。5、研究了大柔性飞行器结构考虑刚弹耦合效应后的建模和稳定性分析方法。将平均轴系法与前文所述的气弹系统统一状态空间方程结合,发展了一种模态坐标下的刚弹耦合建模方法。通过定义合适的平均轴系,并假设整机瞬时质心不变,在飞行器平衡状态附近将刚体运动方程线性化,进而得到与弹性运动无耦合项的整机刚体运动方程。联合气弹系统统一状态空间模型,叠加得到考虑刚弹耦合的气弹系统控制方程。通过混合机翼体模型的仿真算例验证了考虑刚弹耦合效应后系统建模与稳定性分析方法的有效性。算例研究表明,考虑刚弹耦合效应后的全机自由模态基频小于约束的悬臂机翼模型的基频。刚弹耦合效应使得结构的稳定性边界降低,在本文采用的混合机翼体模型中,降幅达到了29.6%。体自由度颤振表现为刚体短周期模态与机翼对称一弯模态耦合诱发的颤振。
柴玉阳[6]（2019）在《复杂边界层合结构超声速颤振及控制研究》文中指出颤振是飞行器结构在惯性力、弹性力和流经结构表面气流所产生的气动力相互耦合作用而产生的一种自激振动现象。当颤振发生时,飞行器结构将出现大振幅的极限环振荡,这会使飞行器结构发生疲劳破坏甚至造成飞行器在飞行中坠毁。近年来,随着材料学的迅速发展,具有轻质、高比强度等优质特性的层合结构逐渐用于飞行器的结构设计中,直接导致飞行器结构变的更加复杂。此外,飞行过程中气动加热引发的温度升高会使飞行器结构产生面内热应力及力矩,严重影响结构的气动弹性稳定性。因此,开展复杂边界轻质层合结构的气动热弹性特性的研究具有非常重要的应用价值。本文系统的研究了复杂边界层合结构的非线性超声速颤振特性及其主动振动控制问题。基于瑞利-里兹法,研究了弹性边界复合材料层合圆柱壳的超声速颤振及热屈曲特性。结构的弹性边界由一系列均布弹簧来模拟,作用在结构上的气动力由活塞理论来计算。利用瑞利-里兹法获得弹性边界层合圆柱壳的模态形函数,采用哈密顿原理建立结构的运动方程。详细分析了不同类型边界弹簧刚度对圆柱壳颤振及临界热屈曲温度变化的影响,讨论了不同长径比及纤维铺设角度下结构的气动热弹性特性。然后,研究了超声速气流中边界松弛复合材料层合板的气动热弹性特性。结构的松弛边界由一系列人工弹簧来模拟,通过调节边界弹簧刚度来评估结构的边界松弛程度。分析了不同边界约束松弛程度对复合材料层合板颤振边界和临界热屈曲温度变化的影响。并设计实验计算了不同弹性边界条件下平板结构的固有频率,证实了弹性边界设计的合理性及理论计算的正确性。深入研究了弹性基础复合材料点阵夹芯板的超声速颤振和气动热屈曲特性。提出了利用Winkler-Pasternak弹性基础来抑制结构的极限环振荡并消除结构热屈曲的方法。采用von Kármán大变形理论来模拟结构的几何非线性,气动压力由活塞理论计算。研究了弹性基础剪切层及Winkler参数对超声速气流中点阵夹芯板结构的极限环振荡及热屈曲幅值的影响,计算了不同复合材料面板的纤维铺设角度,点阵夹芯杆的半径以及材料属性下结构的超声速颤振和热屈曲响应。然后研究了面板的纤维铺设角度、弹性基础参数以及气动压力的变化对结构分岔和混沌动力学特性的影响。设计实验测试了弹性基础点阵夹芯板的固有频率,验证了理论计算结果的正确性。研究了可动边界复合材料层合板的超声速颤振特性,并采用位移反馈和LQR/EKF（线性二次型调节器和拓展卡尔曼滤波器）两种控制算法,对可动边界压电复合材料层合板颤振和气动热后屈曲进行主动控制。采用经典层合理论和von Kármán大变形理论模拟结构的应变-位移关系。利用哈密顿原理以及假设模态法建立结构的非线性运动微分方程。利用频域方法计算了结构的颤振边界及稳定性区域,采用时域方法分析了结构的颤振特性。研究了层合板横纵比和纤维角度对结构气动热弹性特性的影响。在位移反馈控制中,通过MFC（压电纤维复合材料）驱动作用产生的主动刚度来抑制结构的颤振和气动热后屈曲。在LQR/EKF控制算法中,利用拓展的卡尔曼滤波器对结构系统的状态进行评估,并且考虑系统的非线性效应。对比两种控制器作用下结构的颤振和气动热后屈曲响应及施加在作动器上的控制电压。研究了复合材料点阵夹芯板的非线性振动特性及主动控制。计算中考虑了金字塔、四面体及Kagome等不同的芯子构型。利用4阶龙格-库塔法计算了结构的非线性自由振动及受迫振动响应,分析了面板纤维角度、芯子及面板的厚度及外激励大小对结构非线性振动特性的影响。然后采用速度反馈和H∞鲁棒控制方法,对压电复合材料点阵夹芯板结构的非线性振动进行主动控制。在H∞鲁棒分析中,考虑将非线性系统线性化所引起的不确定性对结构系统的影响,采用混合灵敏度方法求解鲁棒控制问题。
周凯[7]（2019）在《超声速飞行器壁板结构气热弹动力学问题的分析与控制》文中指出超声速飞行器因其巡航速度快、突防性能强等特点具有显着的军事意义和潜在的经济价值,是目前各大国重点发展的对象。蒙皮壁板作为超声速飞行器外形重要的维形结构,其在飞行器巡航过程中会显着受到气动、热、声、机械等载荷的作用,因此大量的研究者们对复合材料壁板的气热弹动力学问题进行了研究。但是,他们往往将壁板的边界约束视为经典边界,忽略了铆接和粘接带来的弹性效应,使得任意边界下复合材料壁板的气热弹问题的研究不足。同时,这些研究主要集中在简单外形和工况的壁板气热弹动力学问题上,与工程实际情况存在一定的偏差。此外,为实现壁板临界颤振动压的提高和动力学响应的降低,亟需发展壁板的动力学响应控制技术。本文以超声速气流中的复合材料壁板结构为研究对象,针对任意边界、多场耦合激励下壁板动力学特性不清及控制手段缺乏两大难题,建立了任意边界下壁板的气热弹线性动力学模型、壁板的气热声弹非线性动力学模型、组合结构及热障型壁板气热弹动力学模型,壁板的气热弹随机动力学模型及含非线性能量阱（Nonlinear Energy Sink,NES）的壁板气热弹动力学控制模型,系统地开展了超声速气流中复合材料壁板的动力学响应和控制的理论研究。首先,基于一阶剪切变形理论（First-Order Shear Deformation Theory,FSDT）和超声速活塞理论,建立了超声速气流中复合材料壁板的能量泛函,应用Hamilton变分原理得到了系统的控制方程,并进一步利用改进傅里叶法求解。通过数值算例验证了该模型预测任意边界下复合材料壁板临界颤振动压的准确性和高效性。系统地研究了不同结构和环境参数对于复合材料壁板临界颤振动压的影响规律,揭示了边界约束、热载荷、气动载荷、纤维铺层、偏航角等参数对于复合材料壁板颤振特性的影响机理。接着,考虑强声载荷引起的结构几何非线性,基于Von-Karman大变形理论,建立了气动、热、声等载荷联合作用下复合材料壁板的非线性动力学模型。基于改进傅里叶法、Newmark法和牛顿迭代法,求解获得了复合材料壁板的时域非线性动力学响应。研究了边界约束、热载荷、气动力、声载荷等因素对于复合材料壁板的时域非线性动力学响应的影响规律,探讨了壁板的不同颤振形式,揭示了相关参数的影响机理。然后,针对超声速飞行器中的组合结构及热障型复合材料壁板,分别建立了组合壁板的气热弹动力学模型和大温度梯度下功能梯度材料（Functionally Graded Material,FGM）壁板的气热弹动力学模型。通过一系列的数值算例验证了所建模型的准确性和高效性。通过变参数计算研究了气动力、热载荷、耦合刚度、耦合位置、边界约束等因素对于组合壁板颤振特性的影响规律及气动力、温度梯度、材料体积分数、孔隙率、偏航角等参数对于热障型壁板颤振特性的影响规律,为组合壁板的优化设计和热障型壁板的气弹设计安全系数的确定奠定了基础。进一步地,针对超声速飞行器在巡航过程中可能遇到的随机载荷,基于FSDT和超声速活塞理论建立了复合材料壁板的平稳/非平稳气热弹随机动力学模型。联合改进傅里叶法和虚拟激励法,求解获得了任意边界下复合材料壁板的平稳/非平稳随机动力学响应。通过将本模型计算所得结果和文献中的结果、有限元的结果对比,验证了计算模型的准确性和有效性。通过变参数研究了边界约束、气动力、热载荷、随机激励等参数对于复合材料壁板随机动力学响应的影响规律。完成了复合材料壁板在随机声载荷激励下的动力学试验,通过对比理论结果和试验结果,验证了壁板随机动力学模型的准确性。最后,针对上述建立的超声速气流中复合材料壁板的气热弹动力学模型,为实现壁板的动力学控制引入了NES,建立了含NES的复合材料壁板气热弹动力学模型。通过对比不同NES设计参数下壁板的动力学响应,验证了NES对于壁板动力学响应控制的有效性。随后进一步讨论了NES的质量、刚度、阻尼及安装位置等设计参数对于壁板动力学控制的影响规律。本文针对超声速飞行器的复合材料壁板结构的动力学问题和控制技术,系统性地开展了一系列的理论研究,明确了相关的结构和环境参数对于壁板颤振特性的影响规律并揭示了相应的机理,具有较强的科学意义和工程指导意义。
高翼飞[8]（2019）在《多控制面大展弦比机翼的颤振分析与主动抑制》文中提出高空长航时无人机拥有十分广阔的应用前景,现在已经成为国内外航空设计工程的研究热点。此类飞行器的机翼普遍具有大展弦比、大柔性的结构特点,在气动载荷作用下容易产生较大的变形,计算这种类型机翼的颤振速度时就需要考虑几何非线性因素的影响。本文首先针对某大展弦比机翼进行了结构建模与线性颤振分析。然后采用“增量有限元”法和“准模态”法,通过DMAP语言编写新的NASTRAN求解序列,得到了机翼在自重及给定飞行条件下的静气动弹性变形以及静平衡位置处的模态,根据此模态计算大展弦比机翼在考虑几何非线性效应下的颤振临界速度。结果表明,受几何非线性因素的影响,机翼的颤振临界速度会有所降低。颤振会对机翼结构造成灾难性的破坏,颤振主动抑制技术可以显着的提高飞行器的气动弹性稳定性,近年来逐渐成为设计人员防颤振措施的首选。本文通过在机翼的后缘安装两个控制面来实现颤振主动抑制的工作。首先讨论增加控制面对机翼颤振特性的影响,然后通过有理函数拟合法得到时域内的气动力表达式,采用伺服电机作为作动器,在翼尖处安装加速度传感器,建立了带有控制面的机翼气动伺服弹性模型,并将模型在Simulink/Matlab中做了相应的开环时域仿真。本文最后介绍了PID控制以及模型预测控制两种控制方法,并将这两种方法应用于大展弦比机翼颤振主动抑制的研究,仿真结果验证了两种控制方法对机翼颤振抑制的有效性。由于模型预测控制可以通过模型预测和滚动优化实现对控制条件的约束,因此要优于简单的PID控制。
陈志强[9]（2019）在《基于参数化降阶模型的高超声速气动弹性问题研究》文中研究表明高超声速飞行器一般是指在大气层或跨大气层中以5马赫以上的速度飞行的飞行器,是当前和未来飞行器的重要发展方向。高超声速飞行器通常采用细长的升力体布局,由于重量限制,机身和机翼具有一定柔性,加之流场、飞行动力学、结构动力学、控制器和推进系统之间的复杂相互作用,引起高超声速飞行器气动弹性和热气动弹性问题。准确且高效地预测气动力、热气动载荷、结构温度分布、热变形和热应力以及热结构的振动响应非常重要并极具挑战性。基于国内外高超声速气动弹性研究现状以及工程应用背景,本文开展了严酷气动加热环境下的高超声速机翼的热气动弹性问题研究。通过建立高超声速非定常气动力的参数化降阶方法、气动加热影响下的热模态重构方法,探索高效且准确的高超声速热气动弹性分析方法。同时研究基于非定常气动力的参数化降阶方法的高超声速气动伺服弹性现象。主要研究内容和学术贡献如下:（1）针对二元翼段,基于计算流体力学（CFD:Computational Fluid Dynamics）方法对高超声速气动弹性进行数值仿真,分析了迎角和飞行高度对颤振和极限环的影响。针对三维小展弦比机翼,基于CFD和计算热结构动力学（CTSD:Computational Thermo Structural Dynamics）技术计算气动加热结构的热模态,分析了不同飞行参数下气动加热对结构振动特性的影响,并进行了热气动弹性仿真。（2）基于小扰动下高超声速流的准定常效应,提出了一种高超声速非定常气动力参数化降阶方法（ROM:Reduced-Order Model）。首先,根据准稳态性质,利用定常CFD方法对稳态部分进行近似计算,然后使用活塞理论导出的简单解析表达式对非稳态效应进行修正。基于本征正交分解（POD:Proper Orthogonal Decomposition）和Kriging插值,构建了定常气动力的参数化ROM,将定常CFD的计算成本降至最低。数值结果表明:在广泛的参数空间内,该参数化ROM具有高效、高精度的优点。（3）基于Grassmann流形、流形测地线等概念,并结合最小二乘支持向量机（LS-SVM:Least Squares Support Vector Machine）提出了一种自适应POD方法。对于给定参数空间内的任意参数点,利用Grassmann流形切空间插值方法,生成了该参数点对应的新的POD模态矩阵。利用LS-SVM得到施加激励与相应POD系数之间的动态关系,得到了非定常气动力的参数化ROM。把该ROM与结构方程耦合,进行了气动弹性仿真。与直接CFD仿真结果的对比研究表明,该参数化ROM能够高效地预测气动特性、颤振边界和极限环振荡。（4）提出了一种基于Grassmann流形切空间插值和Kriging插值的热模态重构方法。在预先定义的飞行参数范围内选取有限样本点,基于CFD和CTSD技术获得各样本点处的模态数据。采用Grassmann流形切空间插值方法得到参数空间内任一飞行条件下的模态矩阵,应用Kriging代理模型建立了各阶固有频率与设计变量之间的近似关系,从而可快速且精确的获得对应的热模态数据。与前述的非定常气动力参数化ROM结合,构建一个高效和准确的高超声速热气动弹性分析方法。在参数空间内该方法可进行快速气动弹性响应的准确预测。与直接CFD/CTSD耦合方法比较,计算效率得到很大提高。（5）把前述提出的非定常气动力参数化ROM应用到高超声速气动伺服弹性分析中。采用自抗扰技术（ADRC:Active Disturbance Rejection Control）设计了自适应颤振抑制控制器。把LS-SVM嵌入到经典ADRC中,进而提高控制器的控制品质和鲁棒性。针对三自由度翼型的气动伺服弹性问题,设计了SVM-ADRC颤振抑制控制器。数值结果表明:与经典ADRC控制器相比,SVM-ADRC控制器在参数空间内具有更好的控制性能,可大幅提高颤振马赫数。
全景阁[10]（2019）在《分离流中若干气动弹性问题研究》文中提出分离流动是航空航天、桥梁船舶、生物化工等众多领域经常会遇见的一种流动现象。分离流的流动结构很复杂,流动具有强烈的非定常、非线性特性,给结构强度和稳定性带来了很大的影响,引起许多复杂的气动弹性问题。现有的针对分离流动的气动弹性研究工作不够深入,对相关气动弹性问题诱导机理的理解还存在不足,缺乏合理的解释。本文针对航空航天领域典型的分离流动,采用非定常气动力与结构动力学相耦合的时域仿真方法,以及基于气动力降阶技术的气动弹性分析方法,开展分离流中的气动弹性问题研究,并对相关复杂气动弹性问题的诱发机理进行分析研究。主要涉及低速大迎角失速流动、大迎角旋涡脱落流动、跨声速激波抖振流动与大迎角三角翼分离旋涡流动。论文主要研究内容如下:（1）研究了振荡翼型大迎角旋涡流动中的锁频现象,开展了锁频特性的研究。针对大迎角状态下的旋涡脱落流动,采用基于雷诺平均的Navier-Stokes方程对NACA0012翼型俯仰方向的简谐运动进行了数值模拟,研究不同形式的结构振动对分离旋涡流动特性的影响。研究中发现了流动的锁频现象,表现为流动特征频率不再是旋涡脱落频率,而是与翼型振荡频率保持一致。锁频存在的范围区间受翼型振荡频率和幅值的影响,呈V形的漏斗状,表现出明显的不对称性。由于旋涡流动的强非线性特性,翼型振荡相位对流动特性也有一定的影响,尤其是处于过渡状态的流动,容易受到振荡相位的影响,流动特性转变为锁频状态。（2）建立了基于气动力降阶技术的翼型大迎角失速颤振气动弹性分析方法,揭示了大迎角失速颤振的诱发机理。针对大迎角失速后、旋涡脱落前的分离流动,使用基于系统辨识的气动力降阶模型,耦合结构运动方程,在状态空间内建立了基于ROM技术的气动弹性分析方法。考虑翼型俯仰自由度的弹性效应,开展了翼型大迎角失速颤振的稳定性分析及诱发机理研究。研究发现,大迎角失速后,流场存在潜在的不稳定流动特征模态。越接近旋涡脱落的临界迎角,流动潜在的不稳定性越强烈,弹性翼型越容易发生气动弹性失稳。翼型大迎角失速颤振的失稳特性中存在模态跃迁现象,流动模态和结构模态相互耦合相互竞争导致系统在不同状态表现出不同的失稳特征。在较大结构固有频率或较高质量比时表现为结构模态失稳,而在较小结构固有频率或较低质量比时则表现为流动模态失稳。大迎角失速颤振的本质是不稳定流动模态和结构模态相互耦合引起的单自由度颤振。（3）通过CFD/CSD耦合方法对跨声速复杂气动弹性现象进行了深入分析,重点针对弹性翼型跨声速抖振流动中出现的锁频现象,开展深入细致的锁频特性研究,以及锁频诱发机理的探索研究。对传统共振诱导锁频的学说提出了质疑,并提出了模态耦合颤振诱发锁频的新观点。研究发现,本文的锁频存在区间已远远偏离典型共振区,不再满足频率接近条件,而且翼型俯仰位移的幅值也没有在频率共振点处达到最大值。而质量比和结构阻尼对锁频区间的影响,也超出了传统共振理论所能解释的范围。本文的锁频现象已无法再用传统共振诱导锁频的机理来解释。在本文的研究结果中发现,远离典型共振区时,翼型的力系数响应曲线呈现流动模态和结构模态相互竞争的局面,系统响应经历强迫振动到自激振动的转变,最终导致结构模态失稳,诱发锁频。由此可见,跨声速抖振中的锁频现象并不是由共振引起的,而是由不稳定流动模态与结构模态相互耦合诱发的单自由度颤振引起的。（4）使用CFD/CSD数值方法系统地研究了三角翼分离涡破裂前和分离涡破裂后的复杂气动弹性问题。为了缓解计算精度和计算效率的矛盾,分别采用不同的气动力求解方法对三角翼分离涡破裂前和分离涡破裂后的气动弹性问题进行研究。采用Euler方法求解分离涡破裂前的气动力,而采用DES方法求解分离涡破后的非定常气动力,然后耦合结构运动方程,进行气动弹性问题研究。研究发现,三角翼主体分离涡破裂前的流动表现出强烈的无黏特性,其气动弹性问题表现为单纯的颤振问题,主要由结构一二阶模态的耦合诱发颤振失稳。而分离涡破裂后的流动具有强烈的气动力非线性,相应的气动弹性问题比较复杂,既存在颤振失稳特性,也存在抖振特性,呈现颤振与抖振博弈的现象。
二、飞行器非线性气动弹性和颤振主动控制研究进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、飞行器非线性气动弹性和颤振主动控制研究进展（论文提纲范文）
（1）间隙非线性气动弹性系统颤振及控制问题研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 非线性气动弹性系统建模 |
| 1.1 二元机翼模型 |
| 1.2 三元机翼模型 |
| 1.3 全机模型 |
| 2 间隙非线性系统辨识 |
| 3 非线性气动弹性系统动力学行为 |
| 3.1 极限环颤振特性 |
| 3.2 动力学分岔及混沌响应 |
| 4 非线性颤振抑制 |
| 5 结束语 |
（2）飞行器非线性气动伺服弹性力学（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 非定常空气动力学模型 |
| 2.1 非定常气动力系统的非线性辨识 |
| 2.2 非定常气动力的数据驱动建模 |
| 3 非线性结构动力学 |
| 3.1 具有时变参数的非线性结构动力学建模 |
| 3.2 变体机翼非线性气动伺服弹性力学特性 |
| 4 气动伺服弹性控制律设计 |
| 4.1 气动伺服弹性鲁棒控制 |
| 4.2 气动伺服弹性时滞反馈控制 |
| 4.3 气动伺服弹性的自抗扰控制 |
| 4.4 基于强化学习的控制律设计 |
| 5 气动伺服弹性实验 |
| 5.1 气动伺服弹性系统的实验/试验 |
| 5.2 气动伺服弹性系统实验的时滞效应 |
| 5.3 全机体自由度颤振主动抑制实验 |
| 6 非线性气动伺服弹性力学研究面临的新挑战 |
| 6.1 飞行器非定常气动力数据驱动建模方法研究 |
| 6.2 飞行器非线性/时变结构动力学 |
| 6.3 柔性飞行器的气动弹性控制与飞行试验 |
| 7 结论 |
（3）长航时无人机关键技术研究进展（论文提纲范文）
| 1 长航时无人机概述 |
| 1.1 常规动力长航时无人机 |
| 1.2 新能源动力长航时无人机 |
| 2 长航时无人机总体气动综合设计技术 |
| 2.1 高升阻比机翼优化设计 |
| 2.1.1 翼型优化设计方法 |
| 2.1.2 流动控制技术研究 |
| 2.2 气动布局设计 |
| 2.2.1 气动布局方式及优化方法 |
| 2.2.2 螺旋桨/机身一体化气动设计 |
| 3 长航时无人机结构设计技术 |
| 3.1 大展弦比机翼气动弹性分析 |
| 3.1.1 非线性气动弹性建模 |
| 3.1.2 非线性静/动气动弹性分析 |
| 3.2 复合材料机翼气动弹性剪裁 |
| 3.3 复合材料机翼/机身结构设计 |
| 4 长航时无人机飞行控制技术 |
| 4.1 柔性飞行动力学建模 |
| 4.2 气动弹性主动控制 |
| 4.3 无人机飞行轨迹控制 |
| 4.4 无人机自主导航技术 |
| 5 结 论 |
（4）大展弦比机翼/螺旋桨气弹耦合稳定性参数影响分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 国外研究进展 |
| 1.2.2 国内研究进展 |
| 1.3 本文的研究目的及工作 |
| 第二章 大展弦比弹性机翼/螺旋桨气弹耦合动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系统坐标定义 |
| 2.3 哈密顿变分原理 |
| 2.4 大展弦比机翼建模 |
| 2.4.1 机翼的弹性虚位能 |
| 2.4.2 机翼虚动能 |
| 2.4.3 机翼气动力模型 |
| 2.4.4 机翼气动力虚功 |
| 2.5 螺旋桨安装结构建模 |
| 2.6 螺旋桨的建模 |
| 2.6.1 螺旋桨虚动能 |
| 2.6.2 螺旋桨入流模型 |
| 2.6.3 螺旋桨桨叶气动力虚功 |
| 2.6.4 螺旋桨气动配平 |
| 2.7 大展弦比机翼/螺旋桨耦合系统气弹动力学方程 |
| 2.8 颤振计算方法 |
| 2.8.1 V-g法 |
| 2.8.2 p-k法 |
| 2.8.3 特征方程的数值解法 |
| 2.9 本章小结 |
| 第三章 机翼/螺旋桨气弹耦合动力学模型验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结构动力学模型验证 |
| 3.3 大展弦比机翼颤振分析 |
| 3.4 螺旋桨回转颤振计算 |
| 3.5 倾转旋翼机回转颤振计算 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 大展弦比机翼/螺旋桨回转颤振分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 大展弦比机翼/螺旋桨机的回转颤振参数影响分析 |
| 4.2.1 螺旋桨安装位置对系统稳定性的影响 |
| 4.2.2 螺旋桨的个数对系统稳定性的影响 |
| 4.2.3 螺旋桨安装结构长度对系统稳定性的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 后续工作与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（5）大柔性飞行器气弹系统建模及稳定性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.1.1 大柔性飞行器的发展现状与趋势 |
| 1.1.2 大柔性飞行器的气弹稳定性问题 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 非定常气动力模型 |
| 1.2.2 大柔性飞行器的结构和气弹系统建模方法 |
| 1.2.3 气弹系统鲁棒稳定性分析方法 |
| 1.2.4 大柔性飞行器刚弹耦合效应研究 |
| 1.3 本文的研究内容与安排 |
| 第二章 气弹颤振特征值问题构造及分析方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 典型气弹系统动力学方程 |
| 2.3 经典频域颤振分析方法 |
| 2.3.1 V-g法 |
| 2.3.2 p-k法 |
| 2.4 控制理论中的稳定性分析方法 |
| 2.4.1 状态空间方程和根轨迹法 |
| 2.4.2 基于结构奇异值的动压摄动稳定性分析方法 |
| 2.5 二元机翼的颤振稳定性分析 |
| 2.6 三维机翼的颤振稳定性分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 气弹系统的状态空间统一建模方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多种气动力理论的统一状态空间建模方法 |
| 3.2.1 Wagner函数 |
| 3.2.2 有限状态入射流理论 |
| 3.2.3 基于有理函数拟合的气动力理论 |
| 3.3 气弹状态空间模型的统一形式 |
| 3.4 统一状态空间建模方法与控制系统的耦合 |
| 3.5 基于左右特征向量正交检验的颤振模态追踪方法 |
| 3.6 仿真算例与验证 |
| 3.6.1 二元翼段模型 |
| 3.6.2 线性翼盒模型 |
| 3.6.3 大柔性悬臂机翼模型 |
| 3.6.4 混合机翼体整机模型 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于非定常涡格法的柔性飞行器气弹稳定性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非定常涡格法的基本理论 |
| 4.2.1 不可穿透边界条件 |
| 4.2.2 作用于气动面上的气动荷载 |
| 4.2.3 自由尾涡演化模型 |
| 4.3 时变结构-气动插值与耦合分析框架 |
| 4.4 构建气弹系统离散状态空间方程 |
| 4.5 基于UVLM非定常气动力的气弹灵敏度分析 |
| 4.6 仿真算例验证 |
| 4.6.1 梁单元大展弦比长直机翼 |
| 4.6.2 壳单元大展弦比长直机翼 |
| 4.6.3 后掠飞翼模型 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 基于结构奇异值理论的鲁棒颤振稳定性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 结构奇异值理论及鲁棒稳定性判据 |
| 5.2.1 小增益定理及稳定性判据 |
| 5.2.2 结构奇异值理论 |
| 5.2.3 LFT与标准P-Δ模型 |
| 5.3 基于结构奇异值理论的气弹系统鲁棒稳定性分析框架 |
| 5.4 考虑结构刚度/阻尼不确定性的鲁棒颤振分析方法 |
| 5.5 考虑结构模态参数不确定性的鲁棒颤振分析方法 |
| 5.6 考虑气动力不确定性的鲁棒颤振分析方法 |
| 5.7 算例验证 |
| 5.7.1 存在阻尼和刚度不确定性的二自由度翼段模型 |
| 5.7.2 存在模态和气动力不确定性的大展弦比长直机翼模型 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 大柔性飞行器考虑刚弹耦合的体自由度颤振分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 坐标系定义与变量换算 |
| 6.3 考虑刚弹耦合效应的整机动力学建模 |
| 6.4 混合机翼体模型算例 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 主要研究工作及结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
（6）复杂边界层合结构超声速颤振及控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 超声速气流中结构气动热弹性分析现状 |
| 1.2.1 超声速气动力理论 |
| 1.2.2 各向同性板壳结构超声速颤振研究现状 |
| 1.2.3 超声速气流中层合材料结构颤振研究进展 |
| 1.2.4 不同边界结构超声速颤振研究现状 |
| 1.2.5 超声速气流中结构颤振控制研究进展 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 层合材料结构超声速颤振模型的建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 结构位移场 |
| 2.3 应变-位移关系 |
| 2.4 本构方程 |
| 2.4.1 复合材料层合板壳本构关系 |
| 2.4.2 压电材料本构关系 |
| 2.4.3 复合材料点阵夹芯板本构关系 |
| 2.5 弹性体动力学变分原理 |
| 2.6 非线性运动微分方程的建立 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 超声速气流中弹性边界复合材料层合板壳气动热弹性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 弹性边界复合材料圆柱壳气动热弹性分析 |
| 3.2.1 结构建模 |
| 3.2.2 弹性边界圆柱壳模态振型函数 |
| 3.2.3 颤振分析 |
| 3.2.4 热屈曲分析 |
| 3.3 边界松弛复合材料层合板结构气动热弹性分析 |
| 3.3.1 结构模型的建立 |
| 3.3.2 松弛边界层合板模态振型函数 |
| 3.3.3 松弛因子对结构颤振边界的影响 |
| 3.3.4 不同松弛因子下结构的临界热屈曲温度变化 |
| 3.3.5 弹性边界板固有频率的实验研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 弹性基础复合材料点阵夹芯板气动热颤振分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结构非线性运动微分方程 |
| 4.3 弹性基础点阵夹芯板固有频率的实验研究 |
| 4.4 颤振抑制及热屈曲消除 |
| 4.5 分岔及混沌动力学特性 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 可动边界复合材料层合板颤振和气动热后屈曲主动控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 可动边界层合板非线性运动微分方程 |
| 5.3 主动控制器的设计 |
| 5.3.1 位移反馈方法 |
| 5.3.2 LQR/EFK控制方法 |
| 5.4 可动边界层合板气动热弹性特性分析 |
| 5.5 结构颤振及气动热后屈曲主动控制 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 复合材料点阵夹芯板的非线性振动及主动控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 点阵夹芯板的非线性运动微分方程 |
| 6.2.1 速度反馈控制 |
| 6.2.2 H_∞控制方法 |
| 6.3 点阵夹芯板的非线性振动特性分析 |
| 6.3.1 结构非线性自由振动响应 |
| 6.3.2 不同条件下结构的幅频响应 |
| 6.4 点阵夹芯板的非线性振动控制 |
| 6.4.1 速度反馈控制 |
| 6.4.2 H_∞鲁棒控制分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）超声速飞行器壁板结构气热弹动力学问题的分析与控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究状况 |
| 1.2.1 壁板气热弹线性及非线性动力学研究 |
| 1.2.2 组合结构和热障型壁板的气热弹动力学研究 |
| 1.2.3 壁板的随机动力学研究 |
| 1.2.4 壁板气热弹动力学的主被动控制研究 |
| 1.2.5 非线性能量阱在结构动力学控制中的应用研究 |
| 1.3 目前研究存在的主要问题 |
| 1.4 本文的研究目标和内容 |
| 第二章 复合材料壁板气热弹线性动力学分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 气动力模型 |
| 2.3 复合材料壁板气热弹动力学模型的建立 |
| 2.3.1 模型描述 |
| 2.3.2 结构运动与应力应变关系 |
| 2.3.3 能量表达式 |
| 2.3.4 容许函数与求解 |
| 2.4 算例验证与参数分析 |
| 2.4.1 收敛性分析 |
| 2.4.2 数值算例验证 |
| 2.4.3 参数分析 |
| 2.5 理论结果与风洞试验数据对比 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 复合材料壁板气热弹非线性动力学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复合材料壁板气热弹非线性动力学模型的建立 |
| 3.2.1 模型描述 |
| 3.2.2 结构运动与应力应变关系 |
| 3.2.3 能量表达式 |
| 3.2.4 容许函数与求解 |
| 3.3 算例验证与参数分析 |
| 3.3.1 数值算例验证 |
| 3.3.2 参数分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 组合结构及热障型壁板气热弹动力学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 组合壁板气热弹动力学模型的建立 |
| 4.2.1 模型描述 |
| 4.2.2 结构运动与应力应变关系 |
| 4.2.3 能量表达式 |
| 4.2.4 容许函数与求解 |
| 4.3 算例验证与参数分析 |
| 4.3.1 收敛性分析 |
| 4.3.2 数值算例验证 |
| 4.3.3 参数分析 |
| 4.4 热障型壁板气热弹动力学模型的建立 |
| 4.4.1 模型描述 |
| 4.4.2 功能梯度材料特性 |
| 4.4.3 结构运动与应力应变关系 |
| 4.4.4 能量表达式 |
| 4.4.5 容许函数与求解 |
| 4.5 算例验证与参数分析 |
| 4.5.1 收敛性分析 |
| 4.5.2 数值算例验证 |
| 4.5.3 参数分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 复合材料壁板气热弹随机动力学分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 复合材料壁板气热弹平稳/非平稳随机动力学响应分析 |
| 5.2.1 模型描述及控制方程 |
| 5.2.2 数值算例验证 |
| 5.2.3 参数分析 |
| 5.3 试验研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 复合材料壁板气热弹动力学响应的控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 含非线性能量阱的复合材料壁板 |
| 6.2.1 模型描述及控制方程 |
| 6.2.2 数值算例验证 |
| 6.2.3 非线性能量阱对壁板颤振的控制效果分析 |
| 6.2.4 参数分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 研究创新点 |
| 7.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文、参与的项目及获得的奖励 |
（8）多控制面大展弦比机翼的颤振分析与主动抑制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 气动弹性力学概述 |
| 1.2 气动弹性问题国内外研究现状 |
| 1.2.1 几何非线性问题概述 |
| 1.2.2 颤振主动抑制概述 |
| 1.3 本文主要研究内容和安排 |
| 第二章 颤振分析基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 亚音速偶极子格网法 |
| 2.3 无线板样条插值法 |
| 2.4 线性颤振分析 |
| 2.4.1 气动弹性方程 |
| 2.4.2 颤振分析方法 |
| 2.4.2.1 V-g法 |
| 2.4.2.2 p-k法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 非线性气动弹性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 DAMP语言和MSC.NASTRAN软件简介 |
| 3.2.1 DAMP语言 |
| 3.2.2 MSC.NASTRAN颤振分析模块 |
| 3.3 线性颤振分析 |
| 3.3.1 机翼有限元模型 |
| 3.3.2 机翼线性颤振分析 |
| 3.4 非线性颤振分析 |
| 3.4.1 “增量有限元”法 |
| 3.4.2 非线性颤振分析基本理论 |
| 3.4.3 非线性颤振分析流程 |
| 3.4.4 算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 气动伺服弹性建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 时域气动力 |
| 4.2.1 最小状态近似法 |
| 4.2.2 Roger近似法 |
| 4.3 气动伺服弹性系统状态空间方程 |
| 4.3.1 控制面刚体偏转模态 |
| 4.3.2 作动器模型 |
| 4.3.3 传感器模型 |
| 4.3.4 气动伺服弹性系统状态空间方程 |
| 4.4 算例 |
| 4.4.1 带有控制面机翼的颤振分析 |
| 4.4.2 状态空间开环时域仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 颤振主动抑制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 PID控制 |
| 5.2.1 PID控制理论简介 |
| 5.2.2 算例 |
| 5.3 模型预测控制 |
| 5.3.1 模型预测控制理论简介 |
| 5.3.2 状态空间模型预测控制算法 |
| 5.3.3 目标函数及其约束 |
| 5.3.4 算例 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）基于参数化降阶模型的高超声速气动弹性问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 高超声速气动弹性问题研究现状 |
| 1.2.1 气动加热建模方法 |
| 1.2.2 非定常气动力建模方法 |
| 1.2.3 高超声速热气动弹性建模方法 |
| 1.3 气动弹性降阶模型研究现状 |
| 1.3.1 气动力降阶方法 |
| 1.3.2 气动热降阶方法 |
| 1.3.3 参数化降阶方法 |
| 1.4 高超声速气动伺服弹性问题研究现状 |
| 1.4.1 高超声速气动伺服弹性建模 |
| 1.4.2 自抗扰控制 |
| 1.5 本文的研究内容和结构安排 |
| 第二章 基于CFD的高超声速气动弹性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于CFD技术的空气动力模型 |
| 2.2.1 控制方程及无量纲化 |
| 2.2.2 空间离散 |
| 2.2.3 时间离散 |
| 2.2.4 边界条件 |
| 2.2.5 湍流模型 |
| 2.2.6 动网格方法 |
| 2.3 高超声速气动弹性分析 |
| 2.3.1 高超声速气动弹性求解过程概述 |
| 2.3.2 算例研究 |
| 2.4 高超声速热气动弹性分析 |
| 2.4.1 高超声速气动加热与热模态分析 |
| 2.4.2 高超声速热气动弹性求解过程概述 |
| 2.4.3 算例研究 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 高超声速非定常气动力参数化降阶模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于准定常假设的降阶方法 |
| 3.2.1 Donov三阶活塞理论 |
| 3.2.2 定常气动力的参数化降阶 |
| 3.2.3 PT-ROM方法的构建过程及误差分析 |
| 3.3 数值仿真及PT-ROM方法精度分析 |
| 3.3.1 POD保留模态个数和样本点个数对模型误差的影响 |
| 3.3.2 马赫数、迎角和侧滑角测试 |
| 3.3.3 PT-ROM模型精度分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 基于参数化降阶方法的热气动弹性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 关于Grassmann流形的基本概念和数学结论 |
| 4.2.1 Grassmann流形及其在一点上的切空间 |
| 4.2.2 Grassmann流形上的测地线 |
| 4.3 自适应本征正交分解 |
| 4.3.1 Grassmann流形切空间插值POD模态矩阵 |
| 4.3.2 POD系数近似:最小二乘支持向量机 |
| 4.4 非定常气动力参数化降阶模型的建模方法 |
| 4.5 参数化降阶模型的精度和效率分析 |
| 4.6 基于参数化降阶模型的气动弹性分析 |
| 4.6.1 高超声速颤振边界预测 |
| 4.6.2 极限环现象预测 |
| 4.7 基于参数化降阶模型的热气动弹性分析 |
| 4.7.1 热模态重构 |
| 4.7.2 算例研究 |
| 4.8 小结 |
| 第五章 高超声速气动伺服弹性系统建模及控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 气动伺服弹性系统建模 |
| 5.2.1 结构动力学模型 |
| 5.2.2 非定常气动力参数化降阶 |
| 5.2.3 基于支持向量机的自适应自抗扰控制器设计 |
| 5.3 数值仿真 |
| 5.3.1 高超声速开环气动伺服弹性分析 |
| 5.3.2 高超声速闭环气动伺服弹性分析 |
| 5.3.3 标准ADRC与 SVM-ADRC控制效果比较 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文主要工作总结 |
| 6.2 未来研究内容展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）分离流中若干气动弹性问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 航空航天工程中的分离流动 |
| 1.2 分离流动中的气动弹性问题 |
| 1.2.1 失速颤振 |
| 1.2.2 抖振 |
| 1.2.3 嗡鸣 |
| 1.3 分离流动中的气动弹性研究现状 |
| 1.3.1 分离流中的气动弹性研究方法 |
| 1.3.2 分离流中的气动弹性研究新现象新进展 |
| 1.4 本文研究目的和主要工作 |
| 第二章 数值方法 |
| 2.1 流动控制方程 |
| 2.2 有限体积法 |
| 2.3 湍流模型 |
| 2.3.1 S-A湍流模型 |
| 2.3.2 SSTk-ω湍流模型 |
| 2.4 气动弹性力学控制方程 |
| 2.4.1 气动弹性控制方程 |
| 2.4.2 二维翼型的气动弹性控制方程 |
| 2.4.3 气动弹性力学的分析流程 |
| 2.5 网格变形技术 |
| 2.5.1 弹簧法 |
| 2.5.2 径向基函数插值法 |
| 2.6 算例验证 |
| 2.6.1 NACA0012翼型跨声速简谐运动算例 |
| 2.6.2 圆柱绕流算例 |
| 2.6.3 OAT15A翼型跨声速抖振算例 |
| 2.6.4 二维翼型跨声速气弹算例 |
| 2.6.5 三维超声速舵面颤振算例 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 运动翼型大迎角锁频特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 分离流动算例验证 |
| 3.2.1 翼型动态失速算例 |
| 3.2.2 圆柱绕流锁频算例 |
| 3.3 大迎角分离流动计算 |
| 3.4 运动翼型的大迎角锁频特性 |
| 3.4.1 频率对锁频特性的影响 |
| 3.4.2 幅值对锁频特性的影响 |
| 3.4.3 相位对锁频特性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 弹性翼型大迎角失速颤振研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于系统辨识的气动力降阶方法 |
| 4.2.1 现代系统辨识简介 |
| 4.2.2 非定常气动力系统辨识 |
| 4.2.3 基于ARX模型的气动力辨识 |
| 4.3 基于ROM技术的气动弹性分析方法 |
| 4.3.1 状态空间模型简介 |
| 4.3.2 气动力状态空间模型的建立 |
| 4.3.3 结构状态空间模型的建立 |
| 4.3.4 气动弹性系统状态空间模型的建立 |
| 4.4 翼型低速大迎角非定常气动力辨识 |
| 4.4.1 气动力辨识 |
| 4.4.2 流动特征模态分析 |
| 4.5 翼型大迎角失速颤振研究 |
| 4.5.1 20°迎角时翼型的失速颤振稳定性分析 |
| 4.5.2 翼型大迎角失速颤振的诱发机理研究 |
| 4.5.3 不同迎角下的失速颤振稳定性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 跨声速激波抖振锁频特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 二维翼型单自由度结构运动方程 |
| 5.3 刚性翼型的跨声速抖振特性 |
| 5.4 弹性翼型的跨声速抖振锁频特性 |
| 5.4.1 跨声速抖振中的锁频现象 |
| 5.4.2 质量比对锁频特性的影响 |
| 5.4.3 结构阻尼对锁频特性的影响 |
| 5.4.4 跨声速抖振锁频机理探讨 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 三角翼大迎角气动弹性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 验证算例 |
| 6.3 三角翼大迎角分离流动特性 |
| 6.3.1 几何模型 |
| 6.3.2 不同迎角下的分离流动特性 |
| 6.4 三角翼分离涡破裂前的气动弹性研究 |
| 6.5 三角翼分离涡破裂后的气动弹性研究 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 工作总结与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
| 发表的学术论文 |
| 参加科研情况 |
四、飞行器非线性气动弹性和颤振主动控制研究进展（论文参考文献）
- [1]间隙非线性气动弹性系统颤振及控制问题研究进展[J]. 李家旭,田玮,谷迎松. 强度与环境, 2021(04)
- [2]飞行器非线性气动伺服弹性力学[J]. 黄锐,胡海岩. 力学进展, 2021(03)
- [3]长航时无人机关键技术研究进展[J]. 向锦武,阚梓,邵浩原,李华东,董鑫,李道春. 哈尔滨工业大学学报, 2020(06)
- [4]大展弦比机翼/螺旋桨气弹耦合稳定性参数影响分析[D]. 单恩光. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [5]大柔性飞行器气弹系统建模及稳定性分析[D]. 杭晓晨. 东南大学, 2019(01)
- [6]复杂边界层合结构超声速颤振及控制研究[D]. 柴玉阳. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [7]超声速飞行器壁板结构气热弹动力学问题的分析与控制[D]. 周凯. 上海交通大学, 2019(06)
- [8]多控制面大展弦比机翼的颤振分析与主动抑制[D]. 高翼飞. 南京航空航天大学, 2019(02)
- [9]基于参数化降阶模型的高超声速气动弹性问题研究[D]. 陈志强. 南京航空航天大学, 2019(01)
- [10]分离流中若干气动弹性问题研究[D]. 全景阁. 西北工业大学, 2019(04)