考虑几何非线性效应的大柔性太阳能无人机静气动弹性分析

【摘要】：大柔性太阳能无人机在气动力的作用下产生较大的弯曲变形,引起气动载荷的重新分布及作用方向的改变,线性理论难以获得足够的精度。基于共旋转有限元理论,推导了几何非线性空间梁单元的切线刚度矩阵和内力求解格式,几何精确的描述了无人机机翼结构的几何非线性弹性变形;编写了空间共旋坐标有限元求解代码,利用计算流体力学软件FLUENT计算气动力,构造了流固耦合求解器;研究了类"太阳神"布局太阳能无人机几何大变形下的静气动弹性响应问题。研究结果表明:无人机受载变形后导致升阻比降低,翼尖弯曲变形为展长的13%时,升阻比降低4.2%,滚转力矩导数增加了300%,偏航力矩导数增加了350%;几何非线性效应改善了气动载荷在展向的分布,有利于机翼结构设计。研究工作对大柔性太阳能无人机的设计具有一定的参考意义。 【作者单位】： 西北工业大学无人机特种技术重点实验室;西北工业大学无人机研究所;
【关键词】： 几何非线性 CR理论 柔性结构 横航向稳定性 静气动弹性 太阳能无人机
【基金】：国家自然科学基金(11202162、11302178)资助
【分类号】：V272;V279
【正文快照】： 太阳能无人机能够完成大范围、长时间的大气环境探测、军事侦查和通信中继任务,并在各国频频传出新的研究进展[1-5]。这类无人机一般具有较大的展弦比、较低的结构面密度等特点,比如“太阳神”太阳能无人机的展弦比达到31,而常规动力的高空长航时无人机“全球鹰”的展弦比为25

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

大展弦比机翼的气动弹性问题探讨    黄礼耀,陈奎林

基于Volterra级数的非定常气动力降阶模型    徐敏;李勇;曾宪昂;陈士橹;

太阳能无人机关键技术分析    高广林;李占科;宋笔锋;丁祥;

考虑推进和气动弹性影响的高超飞行器的建模与控制    曲鑫;李菁菁;宋勋;任章;

一种建立非定常气动力频域模型的简单方法    陈青

机翼颤振的数值模拟研究    程暮林,陈雪梅,钟长生

考虑机翼静气动弹性的型架结构nastran有限元仿真    张乐;王旭;刘文法;

亚音速、时间域内机翼的气动弹性分析方法    叶正寅;赵令诚;

格林函数方法研究及其在气动弹性和气动载荷计算中的应用    刘千刚

跨音弯掠风扇转子叶片的气动弹性剪裁    周盛,袁巍,郭恩民

带有气动弹性约束的复合材料翼面结构优化    晏飞;王利京;

利用欧拉和NS方程模拟气动弹性过程中精度影响的研究    叶正寅;田八林;

弹性体飞机纵向机动飞行轨迹计算    严德;杨超;

复合材料大展弦比机翼气动弹性研究    张欣;谢长川;陈桂彬;

无粘流场中的结构振动非阻尼现象    刘子强;崔尔杰;

一种CFD/CSD耦合计算方法    徐敏;安效明;陈士橹;

非线性气动弹性现象的若干问题研究    杨永年;叶正寅;牟让科;梁强;

静、动气动弹性的一体化计算方法    程芳;陆志良;郭同庆;

大展弦比机翼风洞模型阵风减缓控制律设计    蒲利东;

飞机颤振问题的综合预测    王文倬;吴江鹏;曹奇凯;

美国研究未来垂直/短距起落支线飞机    王钟强

薄壳气动弹性非线性响应研究    范晨光

基于CFD/CSD的机翼气动弹性计算研究    崔鹏

基于CFD/CSD耦合的旋翼气动弹性数值模拟    陈龙

基于CFD技术的高效气动弹性分析方法研究    张伟伟

旋翼柔性多体系统气动弹性研究    虞志浩

鲁棒颤振分析与模型确认研究    员海玮

飞行器MDO过程及相关技术研究与应用    许林

二元机翼颤振及其主动控制的研究    王囡囡

机翼颤振控制与不确定性优化问题研究    张军红

非线性颤振系统的分岔与混沌    赵德敏

弹性变形对机翼气动特性影响的研究    孙良

基于结构动力学方法的气动弹性分析    周文博

超声速梁板结构气动弹性颤振分析及控制    宋智广

弦向柔性机翼气动弹性分析与控制    王琪

超音速、高超音速非线性气动弹性问题研究    张伟伟

直升机旋翼气动弹性响应的数值积分算法研究    张伟

旋翼流场及气动弹性的数值模拟    钱凯

大展弦比飞翼布局飞机气动弹性特性研究    李珂

CFD/CSD耦合接口技术研究    史忠军

大展弦比机翼的非线性气弹响应与颤振分析    于雷