面向飞机各设计阶段考虑静气动弹性效应的面元法飞行载荷分析方法
发布时间：2021-02-10 18:19
针对现代飞机设计对于高效率、高精度飞行载荷分析的迫切需求,建立了面向飞机各设计阶段考虑静气动弹性效应的面元法飞行载荷分析方法,并以此为基础构建了飞机各设计阶段气动弹性优化框架,以加快各阶段的迭代,提高设计效率.概念设计阶段的气动力分析采用低阶面元法,可适应该阶段为确定气动外形参数范围所需的大量计算.初步设计阶段采用高阶面元法开展气动力分析,以兼顾求解精度和效率的需求.详细设计阶段的飞行载荷分析方法在基本面元法的基础上引入了外部高精度CFD气动力或试验气动力,以进一步提高飞行载荷的精度并兼顾求解效率.研究结果表明,所建立考虑静气动弹性效应的面元法飞行载荷分析方法具有较强的工程实用性,可以满足现代飞机各个设计阶段的需要.
【文章来源】：气体物理. 2020,5(06)
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
3D-FLD方法流程图
本文采用一架轻型运动飞机对所提出的弹性飞行载荷分析方法进行对比和验证, 并以CFD求解器MGAERO[13]的刚性仿真结果作为参考. 结构模型直接采用NASTRAN软件的“freedlm.dat”算例, 如图2所示. 刚体坐标系建立在重心位置, X轴指向机头, Z轴向下, Y轴向右, 所有的气动导数都基于该坐标系展开计算.飞机机翼结构采用复合材料, 蒙皮部分铺层组成形式为: 6层单层厚度为0.188 mm的材料2和中间一层单层厚度为6.35 mm的材料1对称组成, 铺层角度依次为45°/-45°/90°/0°/90°/-45°/45°, 翼根到翼尖铺层厚度不变, 其属性如表1所示.
图3～5分别为低阶面元法、 高阶面元法和CFD仿真所用的气动模型, 表面网格数分别为989, 3 192和1×105. 机翼梢部后缘设置有副翼(AILR), 水平尾翼后缘设置有带补偿片的升降舵面(ELEV), 垂直尾翼后缘设置有带有补偿片的方向舵面(RUDDER), 共5个控制面.图4 高阶面元法气动模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]Integrated optimization on aerodynamics-structure coupling and flight stability of a large airplane in preliminary design[J]. Xiaozhe WANG,Zhiqiang WAN,Zhu LIU,Chao YANG. Chinese Journal of Aeronautics. 2018(06)
[2]A method for static aeroelastic analysis based on the high-order panel method and modal method[J]. YANG Chao, ZHANG BoCheng, WAN ZhiQiang & WANG YaoKun School of Aeronautic Science and Engineering, Beijing University of Aeronautics & Astronautics, Beijing 100191, China. Science China（Technological Sciences）. 2011(03)
本文编号：3027790
【文章来源】：气体物理. 2020,5(06)
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
3D-FLD方法流程图
本文采用一架轻型运动飞机对所提出的弹性飞行载荷分析方法进行对比和验证, 并以CFD求解器MGAERO[13]的刚性仿真结果作为参考. 结构模型直接采用NASTRAN软件的“freedlm.dat”算例, 如图2所示. 刚体坐标系建立在重心位置, X轴指向机头, Z轴向下, Y轴向右, 所有的气动导数都基于该坐标系展开计算.飞机机翼结构采用复合材料, 蒙皮部分铺层组成形式为: 6层单层厚度为0.188 mm的材料2和中间一层单层厚度为6.35 mm的材料1对称组成, 铺层角度依次为45°/-45°/90°/0°/90°/-45°/45°, 翼根到翼尖铺层厚度不变, 其属性如表1所示.
图3～5分别为低阶面元法、 高阶面元法和CFD仿真所用的气动模型, 表面网格数分别为989, 3 192和1×105. 机翼梢部后缘设置有副翼(AILR), 水平尾翼后缘设置有带补偿片的升降舵面(ELEV), 垂直尾翼后缘设置有带有补偿片的方向舵面(RUDDER), 共5个控制面.图4 高阶面元法气动模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]Integrated optimization on aerodynamics-structure coupling and flight stability of a large airplane in preliminary design[J]. Xiaozhe WANG,Zhiqiang WAN,Zhu LIU,Chao YANG. Chinese Journal of Aeronautics. 2018(06)
[2]A method for static aeroelastic analysis based on the high-order panel method and modal method[J]. YANG Chao, ZHANG BoCheng, WAN ZhiQiang & WANG YaoKun School of Aeronautic Science and Engineering, Beijing University of Aeronautics & Astronautics, Beijing 100191, China. Science China（Technological Sciences）. 2011(03)
本文编号：3027790
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/lxlw/3027790.html
