低速风洞模型振动主动控制仿真研究.pdf

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1、振动与冲击第33卷第5期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKV01．33No．52014低速风洞模型振动主动控制仿真研究王学，陈陆军，黄勇，孔鹏(1．中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室，四川绵阳621000；2．中国空气动力研究与发展中心低速所，四川绵阳621000)摘要：风洞试验模型的振动对数据精准度具有较大影响，特别是在大迎角试验状态下模型的振动甚至危害到了试验的安全性。为了提高试验数据的精准度，保障试验安全性，有必要采取措施控制风洞试验中的模型振动。针对中国空气动力研究与发展中心4m×3m低速风洞尾撑装置的特点

2、，制定了两种振动主动控制方案，并对控制方案进行了有限元仿真验证。采用ANSYS软件对4m×3m风洞尾撑装置进行了有限元建模，在此基础上进行了模态分析，获得了尾撑装置的固有频率及振型等动力学特征。进而采用APDL编程语言，基于平滑预测策略对主动控制过程进行了动力学对比分析。仿真分析表明，所提出的4m×3m风洞尾撑装置主动控制方案具有良好的抑振效果。关键词：风洞；尾撑装置；振动；主动控制；有限元中图分类号：TB535文献标识码：ADOI：10．13465／j．cnki．jvs．2014．05．003Activecontrolmethodformodel

3、vibrationinalowspeedwindtunnelWANGXue，CHENLu-jun，HUANGYong，KONGPeng(1．StateKeyLaboratoryoftheAerodynamics，ChinaAerodynamicsResearch&DevelopmentCenter，Mianyang621100，China；2．LowSpeedInstitude，ChinaAerodynamicsResearch&DevelopmentCenter，Mianyang621100，China)Abstract：Themodelvibr

4、ationhasgreatimpactontheaccuracyofwindtunneltest，anditalsoharmsthesafety，especially，underthestateofbigattackangle．Twoactivevibrationcontrolschemeswereproposedfora4m×3mlowspeedwindtunnelinChinaaerodynamicsresearchanddevelopmentcenter．Thefiniteelementmethodwasusedtoanalyzetheefi

5、ciencyofthemethods．Afiniteelementmodelwasestablishedforthestingsupportingsystemofthe4mx3mwindtunne1．Thenthemodalanalysiswasconductedtogetthenaturalfrequenciesandvibrationmodes．ByusingtheAPDLprogramlanguage，theactivecontrolprocesswassimulatedundertheschemeofsmoothingandforecast

6、ing．Theresultsimpliedthatthetwoactivevibrationcontrolmethodsproposedforthe4m×3mlowspeedwindtunnelarebotheffective．Keywords：windtunnel；stingsupportsystem；vibration；activecontrol；finiteelementmethod中国空气动力研究与发展中心4m×3m风洞是我国大型低速主力风洞，风洞配备的弯刀尾撑机构和大迎角尾撑机构均采用悬臂方式支撑模型，如图1和图2。在外载荷(重力和非定常

7、气动力)作用下，悬臂支撑在前端通常产生较大的位移。在大迎角等气动分离较为剧烈的状态下，悬臂前端的模型产生大幅的振动¨。风洞试验中，模型的振动首先危害到气动试验数据的精准度，这将对飞行器后续的工作产生深远的影响，甚图l4m×3m风洞弯刀尾撑系统至危及我军战斗力的生成。模型的振动严重时还危及Fig．1Tulwarstingsuppo~systemin4m×3mwindtunnel试验设备和人员的安全，缩短设备使用寿命，造成系统内风洞在振动主动和被动控制方面均进行了探索研故障率上升。究]。风洞试验的试验对象各异、试验状态多样，造风洞模型振动控制分为主动和

8、被动两种方法。国成风洞试验中模型振动特性各异。因此，适应性较强的主动控制越来越受到风洞振动控制研究者的关注，国外ETW风洞