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研究生:鄭仁杰
研究生(外文):ZHEN, REN-JIE
論文名稱:二維無結構性Euler/Navier-Stokes解子之發展及其於機翼-尾翼組合顫振分析之應用
論文名稱(外文):A two-dimensional unstructured Euler/Navier-Stokes solver and its application to the flutter analysis of wing-tail configurations
指導教授:潘大知
指導教授(外文):PAN, DA-ZHI
學位類別:博士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:航空太空工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1992
畢業學年度:80
語文別:中文
論文頁數:227
中文關鍵詞:二維無結構性解子機翼尾翼顫振分析
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本論文由兩個部分組成。第一部分旨在發展一個準確,穩定且有效率的二維Euler 及
Navier-Stokes 解子,應用在無結構性三角形網格上,以發揮此種網格在處理複雜外
型流場時的方便性。本文使用向風插分的有限體積法,將守恆物理量儲存於三角形格
點之形心。文中提出了多種重建模式來計算三角形每一個面上的臨面值,再據此利用
Roe 發展的近似Rimann解子求出高階之非黏性數值通量。為了消除因流場之不連續性
所引發的數值振動,文中提出了以局部解之梯度為方向的特徵值所建立之限制函數。
在黏性項的計算上,文中亦舉出一種在一般三角形網格能近似二階準確的面上梯度計
算方法。為了配合代數型紊流模式計算中所需要之長度尺度,本文另外建立了一個紊
流參考網格來處理。在時間積分方面,本文成功的將一種隱性的近似LU矩陣分解法(
Approximate LU Factorization;ALU) 應用在三角形網格上。此外,並提出BGW 著色
技巧來增加ALU 法的向量化程度。在文中並以許多基本的非黏性及黏性流的問題,及
其一些包含複雜外型的流場,驗證本文所發展之數值方法的準確性及穩定性。
本論文第二部分係利用所發展的Euler 解子加入處理動態格點的能力後,與兩個自由
度的氣彈解子耦合來探討二維機翼-尾翼組合的顫振問題。本文是在一翼剖面前方存
置另一個二倍大的翼剖面來模擬此種組合。文中依據機翼攻角之不同而建立兩種組合
模式探討。本文針對前方機翼(1) 靜止不動及(2) 強制做俯仰運動來探討機翼尾流對
尾翼的空氣動力及空氣彈力特性的影響。在空氣動力部分,文中可見機翼的尾流使得
尾翼表面上震波大幅度的移動,亦造成空氣動力負載的改變。在空氣彈力方面,因為
機翼尾流對尾翼震波強度及有效攻角的改變,使得尾翼的顫振邊界改變。而當機翼強
制擺動所釋放之非定常尾流除了會造成尾翼之顫振邊界改變外,本文發現當機翼的強
制擺動頻率與尾翼的響應頻率相同時,引發另一個不穩定的共振現象,同樣使得尾翼
做大幅度的振盪,造成結構的破壞。
CONTENTS
ABSTRACT
LIST OF TABLES
LSIT OF FIGURES
I. INTRODUCTION
1.1 Background
1.2 Recent Developments on Unstructured Solvers
1.3 Aeroelastic Analyses on Unstructured Dynamic Grids
1.4 Objectives and Contents
II. NAVIER-STOKES SOLVER ON TRIANGULAR MESHES
2.1 Two-Dimensional Navier-Stokes Equations
2.2 Finite-Volume Discretization
2.3 Upwind Formulation for Inviscid Flux
2.4 Reconstruction Models
2.5 Limiter and Characteristic Variables
2.6 Viscous Flux
2.7 Turbulence Model
2.8 Boundary Conditions
2.9 Mesh Generation
III. TIME INTEGRATION AND VECTORIZATION
3.1 Implicit Time Integration
3.2 Approximate LU Factorization Scheme
3.3 BGW Coloring and Vectorization
3.4 Spatial-Varying Time Steps and Residual Smoothing
IV. VALIDATIONS FOR THE FLOW SOLVER
4.1 Inviscid Flow Tests
4.2 Viscous Flow Tests
4.3 Summary
V. UNSTRUCTURES DYNAMIC GRID METHOD
5.1 Introduction
VI. FLUTTER ANALYSIS OF WING-TAIL CONFIGURATIONS
6.1 Interoduction
6.2 Aeroelastic Solver
6.3 Wing-Tail Aerodynamic Interferences
6.4 Wing-Tail Aeroelastic Characteristics
VII. SUMMARIES AND CONCLUSIONS
7.1 On The Development of the Flow Solver
7.2 On The Flutter Analysis of Wing-Tail Configurations
REFERENCES
謝誌
中文摘要
研究生個人資料
口試合格證明
圖I
圖II

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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