作者：刘成; 叶正寅; 叶坤高超声速附面层转捩热气动弹性不确定性当地流活塞理论
摘要：高超声速附面层的转捩预测一直是流体力学研究中的难点，转捩前后物面的摩擦系数和传热系数会发生改变，转捩位置的不同会影响到飞行器表面热环境，进而使得飞行器的气动弹性特性发生显著变化.鉴于高超声速附面层转捩预测的不确定性，本文分析了转捩位置对高超声速全动舵面热气动弹性的影响.首先分别用层流模型和湍流模型求解N-S方程,得到气动热环境，并对气动热进行参数化；然后在不同转捩位置情况下构造出不同转捩位置的热分布模型，基于此种温度分布，结合热应力和材料属性的影响分析结构的热模态，将结构模态插值到气动网格上，采用基于CFD的当地流活塞理论进行气动弹性分析.以M=6，H=15km的某舵面为对象进行计算,结果表明：(1)随着转捩位置向后缘移动，结构频率上升，结构颤振速度呈增大趋势，转捩位置的变化能够带来颤振临界速度最大6%的变化量；(2)当转捩位置位于舵轴附近时，结构的颤振特性变化剧烈.通过刚度特性的分解和分析发现,导致颤振特性变化的主要因素在于舵轴的刚度特性变化，舵轴的影响量占整个结构刚度特性变化量的80%以上.
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