[发明专利]一种基于二次降阶的带操纵面机翼非定常气动力模拟方法

摘要

本发明提出了一种基于二次降阶的带操纵面机翼非定常气动力模拟方法，首先利用面样条插值方法确定主翼面、操纵面上激振点和拾振点的位置，进而得到相应的频域降阶气动力模型，采用最小状态法进行频域降阶气动力模型从频域到时域的转换，获得初步气动力降阶模型；以操纵面气动力、铰链力矩等效为前提，将操纵面上多处激振点的力等效到两个激振点上，以二次气动力降阶前后对应结构的动态气动弹性响应差异最小为目标函数，采用优化算法进行了二次气动力降阶激振点位置优化。本发明通过对带操纵面机翼的非定常气动力进行二次降阶，在满足试验精度的前提下，减少气动力的阶数，进而减少地面颤振试验中激振器的个数，从而降低激振力控制系统的设计难度。

主权项

一种基于二次降阶的带操纵面机翼非定常气动力模拟方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：建立带操纵面机翼的网格模型，采用面样条插值方法分别确定带操纵面机翼中的主机翼和操纵面上的激振点和拾振点的位置，并得到带操纵面机翼的频域降阶气动力模型；采用最小状态法将频域降阶气动力模型转换到时域空间，得到带操纵面机翼的初步时域气动力降阶模型；所述带操纵面机翼的初步时域气动力降阶模型分为主机翼的初步时域气动力降阶模型和操纵面的初步时域气动力降阶模型；步骤2：在带操纵面机翼的操纵面上选取两个点作为二次降阶后的激振点，所述两个点中一个在操纵面的铰链轴上，另一个在铰链轴外；步骤3：将步骤1初步时域气动力降阶模型中操纵面上的N个激振点的激振力等效到步骤2中选定的两个激振点上，并保持拾振点与步骤1中操纵面初步时域气动力降阶模型上的拾振点相同，得到操纵面的二次时域气动力降阶模型；将操纵面的二次时域气动力降阶模型与主机翼的初步时域气动力降阶模型合并得到带操纵面机翼的二次时域气动力降阶模型；所述激振力等效的要求为： F h + F s = Σ i = 1 N F i F s × d s = Σ i = 1 N F i × d i 其中Fh、Fs分别表示步骤2中选定的两个激振点上激振力，Fi表示步骤1初步时域气动力降阶模型中操纵面上的第i个激振点的激振力；ds表示步骤2中操纵面铰链轴外激振点的激振力相对于铰链轴的力臂值，di表示步骤1初步时域气动力降阶模型中操纵面上第i个激振点的激振力相对于铰链轴的力臂值。