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基于系统辨识技术的叶轮机非定常气动力建模方法
An Unsteady Aerodynamic Modeling for Turbomachinery Based on System Identification

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苏丹 1   张伟伟 1 *   张陈安 2   叶正寅 1  
文摘 为了快速获得不同刚度的叶轮机叶片颤振特性,提出了一种基于系统辨识技术的叶片排非定常气动力建模方法,分析了叶片气动阻尼随叶间相角差和固有频率的变化特性。该方法通过对多叶片通道的某一叶片单独施加一个扫频振动信号,求解一次非定常流场,得到叶片排上每个叶片的气动力响应,通过系统辨识,获得每个叶片的气动力频率响应。根据小扰动流的叠加原理,得到扫频范围内各固有频率下的叶片排所有叶片共同激励的气动力模型,由此进一步得到各个不同固有频率的所有叶间相角差下的气动阻尼。针对STCF4(Standard Test Configuration 4)算例,该方法的计算结果与直接采用计算流体力学(CFD)方法和直接采用谐振信号的降阶方法(ROM)得到的气动阻尼系数吻合得很好。该方法只需进行一次非定常CFD计算就能得到扫频范围内不同固有频率下的气动阻尼特性曲线,极大地提高了计算效率,方便了叶轮机设计初期的气动弹性稳定性参数分析。
其他语种文摘 This paper presents an efficient and fidelity-oriented unsteady aerodynamic modeling method that can investigate flutter for turbomachinery. A certain blade of multiple blade passages is specified vibrating at a swept-frequency signal instead of harmonic one, and forced aerodynamic responses of the blade row can first be calculated. Identify form the aerodynamic responses data, so that the frequency responses of the system for muti-passages are acquired, and the aerodynamic coefficient of every blade for different natural frequencies within swept-frequencies can be obtained immediately. Following the superposition principle of small disturbance flow, aerodynamic damping coefficients changing with inter blade phase angles as well as frequencies are acquired only by an unsteady computational fluid dynamics(CFD)computation. The aeroelastic characteristics of STCF4 (Standard Test Configuration 4) are analyzed by using this method. The results for different natural frequencies are agreed well with that of reduced order model(ROM)method as well as direct CFD method, and the computational efficiency is improved obviously, as a result, this method is useful to analyze stability during preliminary design of turbomachinery.
来源 航空学报 ,2012,33(2):242-248 【核心库】
关键词 颤振 ; 计算流体力学 ; 降阶模型 ; 系统辨识 ; 叶轮机 ; 气动弹性
地址

1. 西北工业大学, 翼型叶栅空气动力学国家重点实验室, 陕西, 西安, 710072  

2. 中国科学院力学研究所, 北京, 100190

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 1000-6893
学科 航空
基金 国家自然科学基金 ;  中国航空科学基金 ;  西北工业大学基础研究基金
文献收藏号 CSCD:4446614

参考文献 共 20 共1页

1.  周盛. 叶轮机气动弹性力学引论,1989:7-35 被引 1    
2.  杨晓东. 预测叶片失速颤振的一种半激盘方法. 北京航空学院学报,1986(4):93-101 被引 4    
3.  杨晓东. 对于叶轮机气动弹性力学一个基本假设的讨论. 中国科学:A辑,1991(2):192-199 被引 8    
4.  Lane F. System mode shapes in the flutter of compressor blade rows. Journal of the Aeronautical Sciences,1956(23):54-66 被引 19    
5.  Bakhlem A. Time domain flutter analysis of cascades using a full potential solver. AIAA Journal,1992,30(1):163-170 被引 1    
6.  杨青真. 基于气/固耦合非定常流动的叶栅颤振分析. 推进技术,2005,26(6):526-530 被引 9    
7.  Sadeghi M. Computation of uncoupled and coupled aeroelasticity of three-dimensional blade rows. AIAA- 2004-0192,2004 被引 1    
8.  Sadeghi M. Investigation of non-linear flutter by a coupled aerodynamics and structural dynamics method. AIAA-2001-0573,2001 被引 1    
9.  张伟伟. 大后掠翼前缘涡对其颤振特性的影响. 航空学报,2009,30(12):2263-2268 被引 7    
10.  张伟伟. 基于ROM技术的阵风响应分析方法. 力学学报,2008,40(5):593-598 被引 10    
11.  Zhang W W. ROM based aeroservoelastic analysis in transonic flow. Journal of Aircraft,2009,46(6):2178-2183 被引 1    
12.  Zhang W W. Control law design for transonic aeroservoelasticity. Aerospace Science and Technology,2007,11(2/3):136-145 被引 8    
13.  张陈安. 一种高效的叶轮机叶片气动阻尼计算方法. 力学学报,2011,43(5):826-833 被引 9    
14.  Mehra R K. Time-domain system identification methods for aeromechanical and aircraft structural modeling. Journal of Aircraft,2004,41(4):721-729 被引 3    
15.  Love R. Identification of aeroservoelastic models from experimental flapping-wing deflections. AIAA- 2009-5841,2009 被引 1    
16.  Salhi B. Identification of modal parameters and aeroelastic coefficients in bladed disk assemblies. Mechanical Systems and Signal Processing,2009(23):1984-1908 被引 1    
17.  张伟伟. 基于非定常气动力辨识技术的气动弹性数值模拟. 航空学报,2006,27(4):579-583 被引 22    
18.  Stephens C H. CFD-based aeroservoelastic predictions with comparisons to benchmark experimental data. AIAA-1999-0766,1999 被引 1    
19.  方崇智. 过程辨识,2003:71-80 被引 1    
20.  Bolcs A. Aeroelasticity in turbomachines-comparison of theoretical and experimental cascade results. ADA 180534,1986 被引 1    
引证文献 5

1 全金楼 基于CFD/CSD时域耦合方法的多通道叶栅颤振分析 航空学报,2013,34(9):2019-2028
被引 4

2 苏丹 基于CFD技术的高效叶栅耦合颤振分析方法 航空学报,2014,35(12):3232-3243
被引 3

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