高超声速舵面热气动弹性不确定性及全局灵敏度分析

摘要：

鉴于高超声速中气动热预测的不确定性影响热气动弹性分析的可靠性,提出一种温度分布参数化模型,基于此模型,对高超声速舵面热气动弹性中气动热的不确定性及全局灵敏度进行分析,分析方法:求解N-S方程得到物面的温度分布,对此温度分布进行参数化,分别采用蒙特卡罗模拟(Monte Carlo simulation,MCS)方法和稀疏网格数值积分(spare grid numerical integration,SGNI)方法生成不确定性及全局灵敏度分析所需样本,对所有样本都进行热气动弹性分析,热气动弹性分析过程为:由样本得到温度分布,基于此温度分布,考虑热应力和材料属性的影响,对结构进行模态分析,将结构模态插值到气动网格,采用基于CFD的当地流活塞理论进行了气动弹性分析.分别在两种飞行状态下进行分析,计算结果表明:(1)M=5,H=15km,结构固有频率和颤振分析结果的变异系数约为5.83％;(2)M=6,H=15km,结构和颤振分析结果的变异系数约为8.84％.两种状态下,两个不确定参数的全局灵敏度都在50％左右,两者耦合作用很小,约为0.与MCS方法相比,SGNI方法显著的提高了不确定性分析效率.

关键词：高超声速、热气动弹性、不确定性分析、全局灵敏度、稀疏网格方法、当地流活塞理论

所属期刊栏目：48

分类号：V211.47(基础理论及试验)

资助基金：国家自然科学基金重点资助项目91216202

在线出版日期：2016-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：278-289