两端固支弹性机翼流固耦合研究

发布时间：2023-04-01 07:32

　　在工程中经常会涉及到大展弦比结构,例如超大风力发电机叶片、核潜艇的复合材料螺旋桨,大跨度的悬索桥建筑等,他们在工作过程中很可能会发生大幅度的弯曲和扭转方向的振动,理解这种结构在工作过程中发生振动以及振动造成的影响具有重要的实际工程上的意义。本文以展弦比为9的弹性机翼为研究对象,研究了其在两端固支下的弹性机翼的振动以及流场特性。利用FBG (Fiber Bragg Grating)应变传感器、热线、粒子图像测速技术、六分量测力天平等对于机翼的振动、涡脱频率、流场以及气动特性进行了广泛的测量,实现了气动特性与流场数据的同步测量与研究。实验测量并研究了雷诺数Rec在3.2×10⁴～1.49×10⁵范围内两端固支弹性机翼的升阻力等气动特性。在攻角为α在0～8°范围内,升力系数Cl随攻角增大而增大,8°攻角以后,出现升力曲线的突降,这是因为机翼在此发生失速,失速的影响范围一直持续到14°攻角,α=50°时Cl达到最大值。对于机翼机翼的振动以及对流场的影响情况进行了分区研究,分为了 0～4°小攻角区、6～8°颤振区、10～14°失速区以及20～90°大攻...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 机翼颤振及流固耦合国内外研究现状
        1.2.1 颤振基本概念
        1.2.2 机翼颤振研究现状
        1.2.3 大展弦比及柔性机翼颤振及流固耦合研究现状
    1.3 本文研究内容
第2章 实验装置与测量
    2.1 引言
    2.2 实验模型
        2.2.1 实验装置搭建
        2.2.2 模态数据计算
    2.3 数据测量
        2.3.1 气动力的测量
        2.3.2 应变及弯曲位移的测量
        2.3.3 压力测量
        2.3.4 涡脱频率测量
        2.3.5 流动结构的测量
    2.4 数据分析数学工具
        2.4.1 相平均方法
        2.4.2 POD方法
    2.5 本章小结
第3章 两端固支弹性机翼气动特性研究
    3.1 引言
    3.2 机翼升阻力研究
    3.3 机翼模型颤振与涡脱
        3.3.1 极限环振荡
        3.3.2 机翼振动、气动力、涡脱频率之间相互关系
    3.4 关于频率的解释
    3.5 本章小结
第4章 两端固支弹性机翼流场特性研究
    4.1 引言
    4.2 机翼气动力与流动信号的主导频率
    4.3 流动结构
        4.3.1 α=0°的流场情况
        4.3.2 α=8°时流场情况
        4.3.3 α=14°时流场情况
        4.3.4 α=60°时流场情况
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3776721