翼面热环境的并行迭代耦合方法及热模态分析

摘要:为了准确分析翼面热环境,提出了一种并行迭代耦合方法。气动加热和结构传热分别采用有限体积法(finite volume method,简称FVM)和有限元法(finite element method,简称FEM)求解,且采用基于虚拟空间的插值方法进行数据传递。进行了圆管算例分析,2s时刻驻点温度计算值与试验值相对误差为5.16%,验证了并行迭代耦合方法的精度。进行了翼面热环境和热模态的分析,结果表明翼面最高温度与马赫数呈近似线性关系,且非耦合方法获得的翼面最高温度比耦合方法高342.2K,这是由于非耦合方法未考虑气动热与结构传热之间的耦合效应。相比热应力引起的结构附加几何刚度,热环境下材料刚度的降低是翼面刚度和固有频率下降的主要因素,并且随着马赫数的增加,低阶比高阶固有频率下降得更快。

关键词:
  • 翼面  
  • 热环境  
  • 并行耦合方法  
  • 热刚度  
  • 热模态  
作者:
黄杰; 姚卫星
单位:
南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室; 南京210016; 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室; 南京210016
刊名:
振动测试与诊断

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期刊名称:振动测试与诊断

振动.测试与诊断杂志紧跟学术前沿,紧贴读者,国内刊号为:32-1361/V。坚持指导性与实用性相结合的原则,创办于1980年,杂志在全国同类期刊中发行数量名列前茅。