
【化】 aeroelasticity
gas
【医】 aer-; aero-; air; atmo-; physo-; pneuma; pneuma-; pneumato-; pneumo-
move
气动弹性(Aeroelasticity)是航空航天工程与力学交叉学科中的重要概念,指飞行器在气流作用下结构变形与空气动力相互作用的动力学现象。该术语由英文"Aeroelasticity"直译而来,其核心包含三个要素:空气动力(Aerodynamic)、弹性结构(Elastic Structure)和惯性力(Inertial Force)的耦合效应。
根据《中国航空百科大辞典》定义,气动弹性研究主要分为两类典型问题:
美国航空航天学会(AIAA)在《Aeroelasticity Fundamentals》中指出,现代飞机设计中需重点防范的颤振现象可表述为: $$ frac{partial w}{partial t} + frac{EI}{rho A}frac{partial w}{partial x} = frac{1}{2}rho U C_{Lalpha}alpha $$ 其中$w$为翼面位移,$EI$为弯曲刚度,$rho$为空气密度,$U$为来流速度,$C{L_alpha}$为升力系数斜率。
实际工程中,波音787与空客A350均采用主动气动弹性机翼技术,通过复合材料优化结构刚度分布,将气动效率提升15%以上(来源:国际航空航天科学评论)。
气动弹性是空气动力学与弹性力学交叉形成的学科概念,主要研究气动力与弹性结构之间的相互作用及其影响。以下是综合解释:
基本定义
气动弹性(Aeroelasticity)指飞行器或其他弹性结构在气流中运行时,气动力与结构弹性变形之间的耦合现象。这种相互作用可能导致结构振动、变形甚至失稳,是航空航天工程中的核心研究领域之一。
作用原理
实际应用
关键影响
气动弹性效应会改变飞行器的焦点位置,直接影响静稳定性。例如,机翼变形可能导致升力中心后移,降低操控性。
扩展说明
弹性本身指物体受外力变形后恢复原状的能力(如、5、8所述),而气动弹性则强调这种恢复过程与气流动态的耦合。研究时需结合流体力学方程与固体力学方程进行多物理场仿真。
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