研究超声速气流作用下复合材料层合板的气动弹性失稳问题,通过求解气动弹性特性的广义特征值问题进行分析。通常通过计算不同来流速度下层合结构的固有频率,得到层合板在气流作用下的临界失稳速度,这是由于层合结构刚度减小,导致结构失稳。应根据复合材料壁板所处的力学环境合理设计结构参数,避免在气流作用下出现结构失稳问题。活塞理论最初由Lighthill在Hayes对Tsien高超声速相似理论的扩展基础上发展起来。在壁板颤振研究中,为了更好地模拟实际的气动变化过程,许多研究者提出了各种气动计算模型,但这些气动模型的不足之处在于考虑了较为复杂的边界条件,因此方程的求解过程相当复杂。在结构力学的框架下,利用二维模型,利用活塞理论推导了能够预报超声速范围内先进结构壁板颤振的精细气动弹性模型。活塞理论被广泛应用于许多气动模型,它提供了体表某点处表面下洗流与气动压力之间的准定常点函数关系。这使得活塞理论成为一种计算成本低廉的空气动力学模型。在本论文中,CUF工具的高效性允许推导任意阶模型,Carrera统一公式允许使用紧凑统一的公式推导任何模型。强形式解和提出的CUF模型的有限元近似。本文推导了二维模型的FEM特征矩阵,基本核允许使用自动程序推导矩阵。有限元法(FEM)由于其多功能性和数值效率而仍然值得关注。已经解决了力学的各种问题,包括静态,自由振动和动态响应问题。通过求解气动弹性特性的广义特征值问题对其进行分析,并考虑了许多参数来研究它们对颤振边界的影响。关键词:有限元方法、活塞理论、气动弹性不稳定性、气动弹性、Carrera 统一公式、超音速、复合层压板。
最近,研究人员使用细长的静压探头在 Longshot 高超声速风洞的自由流中进行测量。他们发现,压力大于假设等熵喷嘴流获得的理论值。现在研究了喷嘴膨胀过程中流动凝结的存在,这可能是非等熵性的来源,以解释自由流静压不匹配。研究了不同的停滞温度,它们会延迟或促进流动成核。经证实,Longshot 风洞的标准操作条件没有凝结。在较低停滞温度下进行的实验成功促进了氮的凝结,静压探头可以检测到。与异质成核理论一致,已经实现了微弱的流动过饱和。证明了静压探头的精确性能及其对高超声速流动表征的实用性。
*1 C F RP:碳纤维增强塑料 *2 F W:纤维缠绕,缠绕涂有树脂的碳纤维并使树脂固化形成电机外壳的方法 div>
委员会成员批准了 Joji Matsumoto Frank K. Lu 的硕士论文 ___________________________________________
6 第 1 阶段:超音速飞行的障碍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 可调式“全动式”稳定器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . 20 第 2 阶段:地面设施数据和飞行数据的关联—集成 . . . . . . 20 超音速风洞模型与飞行阻力关联 . . . . . . . . . . . . 20 壁面干扰和柔韧性效应 . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 “冷壁”实验:风洞与飞行的直接相关性....................................................................................................................27 飞行与风洞流动质量的相关性....................................................................................................................................................29 气动热结构研究....................................................................................................................................................................................29 ........................................................................................................................................................................30 34 参数估计:飞行与风洞模型数据关联的有力工具。。