考虑气动加热瞬态温度效应的复合材料壁板超音速热气动弹性LCO特性研究

来源：振动与冲击杂志2024年第2期北京时间：

作者：刘雅婷 ，段静波 ,，徐步青 ,，高艺航 ,

单位：1.石家庄铁道大学工程力学系，石家庄050043；2.石家庄铁道大学河北省工程力学基础学科研究中心，石家庄050043；3.国防科技大学空天科学学院，长沙410073；4.北京航天系统工程研究所，北京100076

摘要：研究了考虑气动加热瞬态温度效应的复合材料壁板非线性热气动弹性行为。对于气动热模型，采用Eckert参考温度法计算气动加热热流，采用有限差分法求解包括壁板面内和贯穿厚度方向的二维瞬态温度场。对于气动弹性模型，采用Von Karman假设来描述复合材料壁板的大挠度变形，采用一阶活塞理论描述超音速气动力。在本文方法验证后，首先给出了考虑气动加热瞬态效应下的复合材料壁板瞬态温度响应和气动弹性极限环振荡（LCO）响应，并与壁板在稳态温度场中的气动弹性LCO响应进行对比分析。然后，重点讨论了考虑气动加热产生的瞬态温度效应下斜激波、来流动压、传热系数和初始干扰力等因素对复合材料壁板超音速热气动弹性LCO响应和瞬态温度场的影响规律。

关键词：复合材料壁板；超音速颤振；瞬态热传导；气动加热