基于ANSYS-Workbench的飞机副翼转动流固耦合分析

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1、第32卷第5期2015年10月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityvol_32NO．50ct．2015基于ANSYS文章编号：2095—1248(2015)05—0032—05Workbench的飞机副翼转动流固耦合分析邱福生，赵海洋，任延岫(沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳110136)摘要：副翼是飞机机翼的重要组成部分，其周围气体流动对飞机翻转起着重要作用。对多场求解器MFS和MFX数据的交换方式进行了研究和对比分析，并介绍了实现流固耦合分析的多种方式。采用有限元软件ANSYS—Workbenc

2、h的双向流固耦合分析系统对飞机副翼转动过程中的气体流动进行分析。通过分析得到了不同时刻下副翼转动气动特性，有效避免副翼反效和提高副翼效率，为提高飞机的操纵性能提供依据。关键词：ANSYS；副翼转动；流固耦合；数据交换方式中图分类号：V211．41文献标志码：Adoi：10．3969／i．issn．2095—1248．2015．05．003Aileronsrotatingfluid-structurecouplinganalysisbasedonANSYS．WorkbenchQIUFu-sheng，ZHAOHai—yang，RENYan—xiu(FacultyofAe

3、rospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136，China)Abstract：Theaileronisanimportantpartoftheairplanewings，whosesurroundingairflowplaysanimpor-tantroleinturning—overoftheairplane．Inthispaper，thedataexchangewaysofMulti-fieldsolverMFSandMFXarestudiedandcomparativelyanalyz

4、ed，andvariouswaysofimplementingfluid-solidcouplinganalysisareintroduced．Meanwhile，byusingtwo—wayfluid—structureinteractionanalysissysteminthesoftwareofANSYS—Workbench，theairflowcausedbyaileronrotationisanalyzed，andtheaileronrotatingaerodynamiccharacteristicsatdifferenttimesareacquired．

5、Asaresult，aileronreversaliseffectivelyavoidedandaileronefficiencyisimproved，whichlayafoundationforenhancingmaneuverperformance．Keywords：ANSYS；aileronrotation；fluid—structureinteraction；dataexchangeways流固耦合在各个领域都有十分重要的应用。由于耦合分析领域较广，分析起来较困难，所以前人很少做耦合分析。但随着对计算精度要求的不断提高，各类计算软件的发展，尤其是ANSYS的

6、发展，使得耦合分析变得简单。自1981年Zienkiewicz教授在英国召开了第一届和第二届有关耦合分析问题的学术会议以来，这类问题得到了一定的重视，尤其近几年有了飞跃式的发展。2001年Zhang⋯在解决屈曲和大变化流场的问题中应用了ALE方法；次年收稿13期：2015—03—31基金项目：航空科学基金(项目编号：2013ZA54003)；辽宁省教育厅一般项目(项目编号：L2013079)作者简介：邱福生(1977一)，男，江西于都人，副教授，主要研究方向：飞行器设计与制造一体化，CAD／CAPP／CAE／CAM、生产技术准备、产品开发过程建模等，E—mail：q

7、fs77815@163．tom。第5期邱福生，等：基于ANSYS—Workbench的飞机副翼转动流固耦合分析33Hubener心j对二维膜结构进行了耦合模拟；2003年GLUCK‘3。。将轻型结构数值分析方法成功应用于膜性结构和柔壳结构的振动响应问题中；Stein、5j为解决复杂几何及大位移问题提出SEM．MT方法；2004年Paulo∞一用有限元程序对大桥跨中断面进行了流固耦合模拟，得到了较好的结果；2005年Teixeira-7。提出有限元分区算法并解决了非刚性板壳结构问题。国内对流固耦合的认识和研究稍晚一些，但是效果显著。2004年郭术义、陈举华对流固耦