流固耦合力学基础及其应用PDF电子书下载

第1章 流体力学基本原理和经典势流分析方法 1

1．1 流体力学的基本方程及其演化 1

1．2 势流理论的非定常流动与定常流动计算的主要差别 6

1．2．1 非定常边界条件 6

1．2．2 非定常压力系数计算公式 8

1．2．3 非定常尾涡面条件 9

1．3 翼型在不可压缩非定常流动中的西奥道森方法 10

1．4 三维小扰动速势方程求解的偶极子网格法 18

复习思考题 26

第2章 弹性结构动力学的基本原理 27

2．1 弹性结构分析模型的建立 27

2．1．1 结构弹性力学特征的一般描述方法 27

2．1．2 弹性结构分析的有限元素法 29

2．1．3 弹性结构离散有限元模型建立的一般原则 32

2．2 离散多自由度系统的振动分析基础 37

2．2．1 多自由度系统的动力学方程 37

2．2．2 多自由度系统的固有频率与固有振型 44

2．2．3 多自由度系统的自由振动分析 46

2．2．4 多自由度系统的强迫振动分析 50

2．3 结构动力问题求解的常用数值方法 52

2．3．1 固有特征值的数值求解方法 52

2．3．2 结构时域响应的数值求解方法 55

复习思考题 59

第3章 经典气动弹性力学分析方法 61

3．1 气动弹性静力学分析 61

3．1．1 扭转发散和载荷重新分布 61

3．1．2 操纵面反效和操纵面效率 68

3．1．3 小结 72

3．2 经典二元低速气动力模型 73

3．2．1 准定常气动力模型 73

3．2．2 非定常气动力模型 76

3．2．3 小结 81

3．3 颤振的基本概念 86

3．3．1 颤振的定义 86

3．3．2 颤振的分类 86

3．3．3 颤振的物理解释 87

3．4 颤振运动方程的建立 88

3．4．1 复杂结构的气动弹性运动方程 88

3．4．2 二元机翼颤振模型的建立及其无量纲化 90

3．4．3 颤振的研究方法 92

3．5 基于定常气动力模型的二元机翼颤振分析 93

3．6 基于准定常气动力模型的二元机翼颤振分析 97

3．7 基于非定常气动力模型的二元机翼颤振分析 101

3．7．1 颤振分析中的v—g法 102

3．7．2 颤振分析中的p—k法 107

复习思考题 109

第4章 基于CFD的气动弹性数值方法 110

4．1 运用CFD方法进行气动弹性分析的基本思路 111

4．2 动态网格方法 112

4．2．1 结构化动态网格生成 113

4．2．2 非结构化网格的生成方法——阵面推进方法 117

4．2．3 非结构化网格的生成方法——Delaunay方法 122

4．2．4 非结构化动态网格技术 133

4．3 非定常流场求解方法 139

4．3．1 基于结构化动态网格的非定常流动求解方法 139

4．3．2 基于非结构化动态网格的非定常流动求解方法 148

4．4 基于结构模态的气动弹性数值模拟方法 167

4．4．1 时域气动弹性运动方程 167

4．4．2 时域气动弹性运动方程的数值解法 168

4．5 基于CSD和CFD耦合的数值模拟方法 179

4．6 跨声速气动弹性问题分析 182

4．6．1 机翼跨声速颤振数值分析 182

4．6．2 跨音速操纵面嗡鸣时域数值分析 189

4．7 翼型大迎角气动弹性问题分析 199

4．8 超音速和高超音速气动弹性问题分析 209

复习思考题 224

第5章 基于CFD的非定常气动力降阶模型及其在气动弹性分析中的应用 226

5．1 非定常气动力降阶模型综述 227

5．1．1 基于POD技术的ROM 228

5．1．2 基于系统辨识技术的ROM 229

5．1．3 非线性气动力的谐波平衡方法（HB） 232

5．2 基于系统辨识技术的气动力降阶方法 232

5．3 基于ROM技术的气动弹性分析方法 236

5．3．1 计算方法 236

5．3．2 典型算例分析 237

5．3．3 小结 252

5．4 基于ROM技术的伺服气动弹性分析方法 253

5．4．1 伺服气动弹性问题简述 253

5．4．2 跨音速伺服气动弹性分析技术 255

5．4．3 典型算例分析 257

5．4．4 小结 261

5．5 基于ROM技术的颤振主动抑制 261

5．5．1 闭环模型的建立 262

5．5．2 控制律的设计 263

5．5．3 计算模型 263

5．5．4 典型算例分析 264

5．5．5 小结 269

复习思考题 270

第6章 气动弹性动力响应 271

6．1 动力响应问题概述 271

6．2 弹性飞机的阵风响应 272

6．2．1 阵风响应概述 272

6．2．2 阵风响应运动方程 273

6．2．3 基于势流方法的阵风响应计算 273

6．2．4 基于CFD方法的离散阵风响应计算 275

6．2．5 基于RON方法的阵风响应计算 276

6．2．6 典型算例分析 278

6．3 抖振 283

6．3．1 抖振的现象 284

6．3．2 典型部件的抖振问题 285

6．3．3 抖振试验技术 287

复习思考题 287

参考文献 289