大展弦比柔性机翼非线性静弹性特性数值研究

摘要

通过CFD(计算流体动力学)耦合CSD(计算流体动力学)的方法研究了3D打印大展弦比柔性机翼的非线性静气弹特性.CFD采用求解RANS方程有限体积方法,来计算流体非线性,CSD采用非线性有限元方法,来计算结构几何非线性,二者之间的数据交换采用RBF(径向基函数)方法.建立了3D打印大展弦比柔性机翼的CFD模型和有限元模型.研究结果表明:结构仅重力作用下可导致翼尖发生2.17％展长的变形;在所计算工况下,气动力导致机翼翼尖产生26.32％的变形,几何非线性效应对结果影响很大,线性FEM计算的位移将导致较大的误差;气动弹性的作用导致结构发生扭转变形,增强了机翼表面升力;非线性FEM计算得到的升阻比比刚性模型提高了4.2624％,表明柔性机翼不仅可以为飞行器减重,还可以有效的提高飞行器的升阻比.