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IJMSD | 张传增院士团队：机翼与壁板结构气动弹性分析及颤振控制研究综述

已有 985 次阅读 2023-8-9 10:41 |个人分类:IJMSD|系统分类:论文交流

气动弹性研究飞机表面结构与作用其上的气动力之间的相互作用。颤振是典型的气动弹性问题之一。颤振是在惯性力、气动力和弹性力作用下的自激振动。对结构颤振的理论研究肇始于20世纪50年代。航空工业发展至今，飞行器结构的颤振问题一直存在，颤振的发生会对结构造成疲劳破坏，从而引起灾难性事故。因此，研究飞行器结构的气动弹性特性和颤振控制对提高其气动弹性稳定性具有重要意义。

中国哈尔滨工程大学李凤明教授团队和德国锡根大学张传增院士团队受邀在《国际机械系统动力学学报》（International Journal of Mechanical System Dynamics, IJMSD）2021年第1期发表了题名为“Aeroelastic analysis and flutter control of wings and panels: A review”的综述论文。该文回顾了机翼和壁板结构气动弹性分析的最新研究进展，包括复合材料层合结构、功能梯度材料（functionally graded materials, FGM）和点阵夹芯结构等。分析了气动弹性颤振发生的机理，概述了针对不同结构气动弹性颤振的研究方法。系统总结了线性和非线性控制等不同的控制策略，以及关于机翼和壁板结构主动颤振控制的研究结果。最后，分析了气动弹性颤振控制发展面临的挑战，并指出：提高求解非线性气动弹性问题数值方法的计算效率和适用范围、正确模拟飞行器结构的约束边界、开发适用于考虑不确定性的非线性气动弹性系统的解析方法、进行亚、跨、超音速及高温和偏航机动飞行时的机翼和壁板颤振实验等是该领域未来研究的发展方向。该文为未来新型机翼和壁板结构的设计提供指导，以提高其气动弹性稳定性。

[1] Chai Y, Li F, Song Z. Nonlinear vibrations, bifurcations and chaos of lattice sandwich composite panels on Winkler–Pasternak elastic foundations with thermal effects in supersonic airflow. Meccanica. 2019; 54(7): 919- 944.

[2] Librescu L, Marzocca P, Silva WA. Aero-elasticity of 2-D lifting surfaces with time-delayed feedback control. J Fluids Struct. 2005; 20(2): 197- 215.

DOI:10.1002/msd2.12015

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Yuyang Chai, Wei Gao, Benjamin Ankay, Fengming Li, Chuanzeng Zhang. Aeroelastic analysis and flutter control of wings and panels: A review. International Journal of Mechanical System Dynamics. 2021;1(1):5-34.

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作者简介

undefined 柴玉阳 德国锡根大学土木工程系，博士后（2022年1月—至今），香港理工大学机械工程系，博士后（2020年8月—2021年12月）。主要从事结构振动控制、弹性动力学、非线性动力学、气动热弹性力学方面的研究。目前以第一作者身份在Mech Syst Signal Process, Nonlinear Dyn, Int J Mech Sci, Aerosp Sci Technol, AIAA J 等国际高水平学术期刊发表论文15篇（中国科学院一区7篇），SCI他引100余次。

undefined 李凤明 哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院教授，德国洪堡高访学者，2019和2020年中国高被引学者。曾获2020年黑龙江省科学技术奖（自然类）一等奖（第一完成人），主持多项国家级纵向和企业横向课题。主要从事动力学与控制、振动与噪声控制等方面研究。近年来关注先进材料结构振动特性及主被动控制研究，针对航空航天、流体机械、动力装备等领域中先进材料结构的关键动力学问题，提出了主被动振动和颤振控制策略，揭示了先进材料结构的弹性波传播规律及其调控机理，实现了对特定频段振动和噪声的调控。

张传增 德国锡根大学土木工程系结构力学教席C4教授，欧洲科学院院士，欧洲科学与艺术院院士，欧洲人文与自然科学院院士，国际华人计算力学协会副主席。主要从事的科研领域包括智能材料与结构力学、多功能梯度材料与结构力学、声学与弹性超材料力学、弹性动力学、断裂动力学、计算力学等。任4种国际期刊副主编，十余种国际期刊编委，在学术期刊和专业会议论文集发表学术论文850余篇，近五年来应邀做学术报告50余次，参与组织30多个国际学术会议，并先后为近60余种国际权威学术期刊评审稿件。截至2022年1月25日，其学术论文的Google Scholar引用量为14 305次，H指数为60，i10指数为305。

期刊简介

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IJMSD由来自12个国家的15位院士、14位国际学会主席、13位其他国际期刊主编等53位科学家和国际出版巨头美国Wiley出版社合作创立。主编为南京理工大学芮筱亭院士，3位合作主编分别是加拿大皇家学会会士、加拿大工程院院士、欧洲科学院院士、加拿大麦吉尔大学Marco Amabili院士，国际理论与应用力学联盟(IUTAM)前司库、国际多体系统动力学协会(IMSD)前主席、德国斯图加特大学Peter Eberhard教授和美国工程院及科学院两院院士、英国皇家学会外籍院士、欧洲科学院外籍院士、中国科学院外籍院士、美国工程科学协会前主席、美国西北大学Yonggang Huang院士。

IJMSD旨在用机械系统动力学科学与技术为现代装备设计、制造、试验、评估和使用全生命周期性能的提升提供先进的理论、软件、方法、器件、标准，为全球科学家和工程专家提供广泛的机械系统动力学国际交流平台。IJMSD强调从“系统”视角及系统级工具理解动力学，所涉及的机械系统不仅包括各种不同尺度的机械系统和结构，还包括具有多物理场/多学科特征的综合机械系统。

目前，IJMSD 已被ESCI, Scopus, Inspec, DOAJ等收录。2023年免收出版费，并为已录用稿件免费提供专业语言润色服务，欢迎全球科学家投稿交流。

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