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气动弹性系统理论及跨声速气动力Volterra建模与辨识
气动弹性系统理论及跨声速气动力Volterra建模与辨识

气动弹性系统理论及跨声速气动力Volterra建模与辨识PDF电子书下载

航空航天

  • 电子书积分:10 积分如何计算积分?
  • 作 者:王云海,周知进,张兵著
  • 出 版 社:北京:北京航空航天大学出版社
  • 出版年份:2016
  • ISBN:9787512423206
  • 页数:218 页
图书介绍:本书以非线性气动弹性力学为研究对象,重点讲述跨声速段气动力非线性系统的建模方法,着眼于基于几何大变形所导致的静气动弹性系统的颤振计算与分析,提及了在大展弦比机翼几何非线性建模方面的例子,公开基于Fluent-UDF解决方案的二元翼段颤振耦合计算的程序代码,解决新手入门难的问题。本书对气动弹性领域的最新工作进行了阐述,在高阶Volterra气动力建模与辨识技术方面有所创新,并且结合当前的工程实践给出许多算例与分析,使读者可以更好地掌握相应的知识。
《气动弹性系统理论及跨声速气动力Volterra建模与辨识》目录

第1章 非线性系统概述 1

1.1 非线性力学问题 1

1.1.1 屈曲 2

1.1.2 非线性振动 2

1.1.3 激波 3

1.1.4 湍流 4

1.2 飞行器结构非线性 6

1.2.1 飞行器复合材料非线性 7

1.2.2 大展弦比飞机几何非线性 8

1.2.3 飞行器结构间隙非线性 9

1.3 非线性气动弹性系统 9

1.3.1 定常、准定常及非定常气动力 12

1.3.2 气动弹性静力学 14

1.3.3 气动弹性动力学:颤振/壁板颤振/抖振 15

1.3.4 热气动弹性力学 20

1.3.5 气动伺服弹性力学 20

1.4 非线性系统建模与辨识 22

1.4.1 非线性系统辨识概述 22

1.4.2 非线性系统辨识理论及方法 23

1.4.3 Hammerstein模型辨识 26

1.4.4 神经网络辨识技术 27

1.4.5 多变量系统建模方法与辨识 28

1.5 空气动力系统辨识 28

1.5.1 飞行器气动参数辨识 30

1.5.2 飞行器气动非参数辨识 30

1.5.3 非定常气动力降阶模型 31

1.5.4 Volterra级数及其在气动力辨识中的应用 32

第2章 飞行器气动弹性理论基础 37

2.1 飞机与气动弹性力学 37

2.2 流体力学基础 38

2.2.1 流场参数变量及其相互关系 38

2.1.2 低速翼型升力线理论 41

2.1.3 大展弦比机翼片条理论 43

2.1.4 亚声速偶极子格网法 45

2.1.5 超声速活塞理论 46

2.3 变分原理与弹性力学基本方程 47

2.3.1 一阶泛函极值问题 48

2.3.2 二阶泛函极值问题 49

2.3.3 弹性力学基本方程 50

2.3.4 应变能和余应变能 52

2.3.5 虚功原理 53

2.3.6 最小势能原理及其应用 53

第3章 非线性系统的规范形理论 56

3.1 规范形理论 56

3.2 双Hopf分岔系统 57

3.3 算例:最简规范形的实现 62

3.4 算例:梁模型稳定性分析 65

第4章 非线性系统解的存在性理论 68

4.1 湍流模型与边值问题 68

4.2 微分方程非局部问题 68

4.2.1 引理 68

4.2.2 主要结果 70

4.2.3 应用举例 77

4.3 二元翼段的稳定性分析 79

4.3.1 二元翼型的结构运动方程 80

4.3.2 一种简单的跨声速气动力表达方式 82

4.3.3 跨声速时滞气动力的处理方法 85

第5章 基于Volterra理论的核函数解析表达式 87

5.1 Volterra理论 87

5.2 低阶Volterra模型核函数的解析表达式 91

5.3 算例分析:Riccati方程 92

5.4 三阶Volterra模型核函数的解析表达式 95

第6章 基于 CFD的跨声速气动力辨识技术 103

6.1 计算流体力学概述 103

6.2 控制方程 104

6.3 空间离散 106

6.3.1 对流通量项的离散 107

6.3.2 粘性通量项的计算方法 112

6.4 时间离散 113

6.5 边界条件 114

6.6 湍流方程 116

6.6.1 Spalart-Allmaras一方程湍流模型 116

6.6.2 Menter’s SST两方程湍流模型 118

6.7 动网格方法 120

6.7.1 主流动网格方法概述 121

6.7.2 测试算例 125

6.8 耦合边界物理量插值方法 132

6.8.1 场变量插值方法 132

6.8.2 守恒型通量插值 135

6.9 数值算例 138

6.9.1 RAE2822翼型绕流数值模拟 138

6.9.2 Onera M6机翼跨声速气动力 139

6.9.3 ARA M100翼身组合体粘性绕流 142

6.9.4 NACA0012跨声速非定常气动力验证 143

6.10 跨声速气动力阶跃响应辨识方法 144

6.10.1 升力系数与减缩频率的关系 146

6.10.2 跨声速流场阶跃响应辨识 149

第7章 气动力辨识中的理论基础与方法 153

7.1 跨声速气动力辨识问题 153

7.2 常见的数学模型 154

7.2.1 连续型微分方程模型 154

7.2.2 离散型差分方程模型 155

7.2.3 状态空间模型 156

7.2.4 状态空间方程的基本特性 159

7.3 时/频域辨识方法 159

7.4 相关函数辨识法 161

7.5 阶跃响应辨识法 166

7.6 脉冲响应辨识法 167

7.7 最小二乘法基本原理 168

7.8 最小二乘法在气动力辨识中的应用 170

第8章 非定常气动力的高阶Volterra模型及其参数辨识技术 173

8.1 气动力辨识技术概述 173

8.2 脉冲响应辨识法的特点 174

8.3 切比雪夫多项式及其性质 175

8.3.1 算例与分析(1) 176

8.3.2 算例与分析(2) 180

8.4 高阶Volterra级数模型 186

8.4.1 基于脉冲响应辨识法的一阶核函数辨识 187

8.4.2 基于切比雪夫参数化方法的二阶核函数辨识 188

8.5 三维机翼气动力模型、计算及辨识 194

8.5.1 概述 194

8.5.2 AGARD445.6 机翼模型 195

8.5.3 结构状态空间模型 196

8.5.4 气动力状态空间模型 198

8.5.5 基于欧拉方程的CFD程序 199

8.5.6 基于CFD技术的AGARD445.6 颤振计算 203

8.5.7 非定常气动力辨识技术 204

8.5.8 降阶核函数的构造 205

8.5.9 特征实现算法(ERA) 210

8.5.10 气动弹性系统状态空间模型 212

参考文献 215

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