基于径向基函数插值的气动弹性计算方法

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1、2014年7月第40卷第7期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsJuly2014V01．40No．7基于径向基函数插值的气动弹性计算方法林言中陈兵徐旭(北京航空航天大学宇航学院，北京100191)摘要：动网格与界面数据传递方法是气动弹性计算的主要关键技术．将径向基函数(RBF，RadialBasisFunction)插值引入气动弹性计算，介绍了径向基函数的概念并给出其应用于动网格及界面数据传递的基本方法．对AGARD445．6机翼颤振问题进行了计算流体动力学

2、(CFD，ComputationalFluidDynamics)／计算结构动力学(CSD，ComputationalStructureDynam-ics)耦合计算，在不同的来流速度条件下得到了振动收敛、等幅谐振及振动发散的现象，临界颤振速度及颤振频率与实验数据符合良好，验证了径向基函数插值方法用于气动弹性计算的有效性．关键词：气动弹性；径向基函数；动网格；界面数据传递；AGARD445．6机翼中图分类号：V211．3文献标识码：A文章编号：1001．5965(2014)07-0953-06NumericaImethodofaerOeIaStiCit

3、VbasedonradiaIbasisfunctioninterpolationLinYanzhongChenBingXu(SchoolofAstronautics，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Properandeffectivemeansofmovingmeshanddataexchangearethekeypointsforaeroelas-ticityanalysis．Radialbasisfunctioninterpol

4、ationwasintroducedandusedforaeroelasticitysimulation，andthewayhowitwasusedinmeshdeformationanddataexchangewasproposed．AcomputationalmethodCOU-plingcomputationalfluiddynamics(CFD)andcomputationalstructuredynamics(CSD)wasemployedinsol-vingtheAGARD445．6wingflutterproblem．Inordert

5、oobtaindifferentvibrationphenomenaincludingam—plitudeattenuation，equalamplituderesonanceandamplitudeincrease，solutionsunderseveralupperstreamvelocityconditionswerecomputed．Flutterspeedandflutterfrequencyresultsarebothinaccordancewithex-perimentaldata，whichmeansthattheradialbas

6、isfunctioninterpolationmethodisvalidandcanbeusedinaeroelasticityanalysis．Keywords：aeroelasticity；radialbasisfunction；movinggrid；dataexchange；AGARDwing445．6气动弹性力学⋯涉及到非定常流场、结构应力／应变场的相互作用，属于典型的流固耦合¨1问题．随着航空航天技术的发展，未来飞行器普遍具有轻质、大翼展的特点，结构在气动载荷作用下容易产生变形，而结构的变形又会反作用于流场，改变流体载荷的分布和大小，气动

7、载荷与弹性结构响应之间的耦合现象十分突出，甚至可能发生操纵面反转、颤振等不稳定现象，使得气动弹性问题成为飞行器设计过程中不得不考虑的关键问题之一‘3‘．气动弹性问题的计算涉及流体域与固体域各自的求解，耦合作用仅发生在两相交界面上，通过引入平衡和协调关系实现两场的统一．气动力预测与结构动态响应分析方法是气动弹性问题的核收稿15t期：2013．．08-02；网络出版时间：2013—11-2209：39；DOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2013．0460网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625

8、．V．20131122．0939．001．html基金项目：中央高校基本科研业务费资助项目(YwF·14一YHXY-020