高超声速气流中受热壁板的非线性气动弹性声振特性分析

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11472216
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    88.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0810.流固耦合力学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Due to the severe service environment of panel structure of hypersonic flight vehicle, the conventional panel flutter evolves as the aeroelastic vibroacoustic problem of heated panel subject to the coulping of multi-physics including fluid, solid, thermo and acoustic fields. In this project, with the modelling of nonlinear aeroelastic vibroacoustic system of heated panel, the analysis nonlinear aeroelastic vibroacoustic characteristics of heated panel together with parametric studies, analysis of the influence of aeroelastic effect on the vibroacoustic characteristics of heated panel will be performed. The aim of this projet is to illuminate the mechanism of complex dynamics phenomenon of panel structure subject to the coupling of fluid-thermo-acoustic fields, and to clarify the stability mechanism of panel aeroelastic vibroacoustic system subject to mutli physics. As the result, the framework for the prediction of nonlinear aeroelastic vibroacoustic response will be established. The effects of acoustic and thermo fields on the subcritical and supercritical beheaviours of panel aeroelastic vibroacoustic stability will be made clear. The project will provide nonlinear aeroelastic vibroacoustic analysis model and prediction method for the dynamic strength design of airframe panel of hypersonic vehicles. The research on this project will also find new complex dynamic phenomenon for the panel structure in hypersonic airflow field, and promote the studies on dynamic stability subject to multi-physics.
高超声速飞行器机体壁板严酷的声热服役环境,使得壁板颤振这种传统的气动弹性力学问题演变为流-固-热-声多物理场耦合下的受热壁板气动弹性声振问题。通过对受热壁板的非线性气动弹性声振系统建模,受热壁板非线性气动弹性声振特性分析和参数影响分析以及气动弹性效应对受热壁板声振特性的影响规律分析,阐明声场-流场-温度场耦合作用下壁板结构产生复杂动力学现象的力学机理,以及多物理场耦合下壁板气动弹性声振稳定性问题的产生机制,构建高超声速气流中受热壁板的非线性气动弹性声振响应预测分析框架,弄清噪声场和温度场对壁板在其气动弹性声振稳定性亚临界和超临界区域的力学行为的影响规律,为高超声速飞行器机体壁板结构的动强度设计提供非线性气动弹性声振分析模型和分析方法。对发现高超声速流场中壁板结构更加复杂的动力学现象,为多场耦合下的动力学稳定性研究拓展出新的研究方向,起到一定的促进作用。

结项摘要

超/高超音速飞行器壁板结构在气动力、气动热环境及附面层/发动机带来的噪声激励的综合作用下容易产生热声疲劳损伤,影响结构的使用寿命。为了分析流场-温度场-噪声场耦合作用下壁板的非线性气动弹性声振响应特性,本项目开展了以下研究:受热壁板的非线性气动弹性声振系统建模,受热壁板非线性气动弹性声振特性分析和参数影响分析,气动弹性效应对受热壁板声振特性的影响规律分析,基于能量法的壁板气动弹性特性分析和基于能量有限元的受热壁板高频气动弹性声振响应分析。通过本项目的研究,建立了热载荷、噪声载荷、气动载荷共同作用下壁板的非线性声热气动弹性模型,发展了高超声速气流中壁板的非线性气动热弹性声振响应预测方法,研究了流场、温度场和噪声场参数对壁板气动弹性声振响应的影响,以及噪声载荷作用下受热壁板非线性气动弹性声振系统在亚临界稳定区域、临界稳定状态和超临界稳定区域的力学行为,分析了噪声场-流场-温度场耦合作用下壁板产生复杂动力学现象的机理,揭示了气动弹性效应对受热壁板声振响应特性的影响规律。本项目的研究为高超声速飞行器壁板结构的声、热、流、固多物理场的耦合建模和分析,高超声速飞行器壁板结构的动态响应预计及抗噪声疲劳设计,提供了理论和方法基础,具有现实的科学意义和工程应用前景。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(0)
The nonlinear aeroelastic characteristics of a folding wing with cubic stiffness
立方刚度折叠机翼的非线性气动弹性特性
  • DOI:
    10.1016/j.jsv.2017.04.002
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Sound and Vibration
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Hu Wei;Yang Zhichun;Gu Yingsong;Wang Xiaochen
  • 通讯作者:
    Wang Xiaochen
Transonic limit cycle oscillation behavior of an aeroelastic airfoil with free-play
具有自由间隙的气动弹性翼型的跨音速极限循环振荡行为
  • DOI:
    10.1016/j.jfluidstructs.2016.07.013
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Fluids and Structures
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Yang Zhichun;He Shun;Gu Yingsong
  • 通讯作者:
    Gu Yingsong
Limit cycle oscillation behavior of transonic control surface buzz considering free-play nonlinearity
考虑自由运动非线性的跨音速控制面嗡嗡声的极限循环振荡行为
  • DOI:
    10.1016/j.jfluidstructs.2015.11.014
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Fluids and Structures
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    He Shun;Yang Zhichun;Gu Yingsong
  • 通讯作者:
    Gu Yingsong
Aeroelastic effect on aerothermoacoustic response of metallic panels in supersonic flow
超声速流动中金属板气动热声响应的气动弹性效应
  • DOI:
    10.1016/j.cja.2016.10.003
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Chinese Journal of Aeronautics
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Wang Xiaochen;Yang Zhichun;Zhou Jian;Hu Wei
  • 通讯作者:
    Hu Wei
An energy finite element method for high frequency vibration analysis of beams with axial force
轴力梁高频振动分析的能量有限元方法
  • DOI:
    10.1016/j.apm.2018.04.016
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Applied Mathematical Modelling
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Chen Zhaolin;Yang Zhichun;Guo Ning;Zhang Guiwei
  • 通讯作者:
    Zhang Guiwei

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其他文献

超音速气流中受热曲壁板的非线性颤振特性
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带操纵面机翼气动弹性地面试验仿真系统中的气动力降阶方法
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    谷迎松
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    杨智春

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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