Study on flutter characteristics of NACA0012 flexible straight wing with high-aspect-ratio

Abstract

采用三维雷诺平均N-S方程和S-A湍流模型求解展弦比为16的NACA0012弹性平直机翼的非定常气动力, 结合机翼动力学方程, 建立了机翼颤振时域分析方法。利用该方法对机翼的颤振特性、颤振过程中的变形和振动响应, 以及瞬时流场进行数值模拟和分析, 并研究材料刚度和密度对机翼颤振速度和频率的影响。结果表明, 由于展弦比较大, 且材质轻柔, 机翼会出现一定幅度的静弯曲变形。第二阶(垂向弯曲)和第三阶(扭转)振动模态的耦合作用是机翼发生颤振的原因, 且颤振频率介于这两阶模态固有频率之间。对比不同材料刚度和密度下机翼的颤振速度和频率, 发现材料刚度的增大会提高颤振速度和频率, 材料密度的增大会使颤振速度先降低然后趋于不变, 颤振频率一直降低。