
【化】 aeroelasticity
gas
【醫】 aer-; aero-; air; atmo-; physo-; pneuma; pneuma-; pneumato-; pneumo-
move
氣動彈性(Aeroelasticity)是航空航天工程與力學交叉學科中的重要概念,指飛行器在氣流作用下結構變形與空氣動力相互作用的動力學現象。該術語由英文"Aeroelasticity"直譯而來,其核心包含三個要素:空氣動力(Aerodynamic)、彈性結構(Elastic Structure)和慣性力(Inertial Force)的耦合效應。
根據《中國航空百科大辭典》定義,氣動彈性研究主要分為兩類典型問題:
美國航空航天學會(AIAA)在《Aeroelasticity Fundamentals》中指出,現代飛機設計中需重點防範的顫振現象可表述為: $$ frac{partial w}{partial t} + frac{EI}{rho A}frac{partial w}{partial x} = frac{1}{2}rho U C_{Lalpha}alpha $$ 其中$w$為翼面位移,$EI$為彎曲剛度,$rho$為空氣密度,$U$為來流速度,$C{L_alpha}$為升力系數斜率。
實際工程中,波音787與空客A350均采用主動氣動彈性機翼技術,通過複合材料優化結構剛度分布,将氣動效率提升15%以上(來源:國際航空航天科學評論)。
氣動彈性是空氣動力學與彈性力學交叉形成的學科概念,主要研究氣動力與彈性結構之間的相互作用及其影響。以下是綜合解釋:
基本定義
氣動彈性(Aeroelasticity)指飛行器或其他彈性結構在氣流中運行時,氣動力與結構彈性變形之間的耦合現象。這種相互作用可能導緻結構振動、變形甚至失穩,是航空航天工程中的核心研究領域之一。
作用原理
實際應用
關鍵影響
氣動彈性效應會改變飛行器的焦點位置,直接影響靜穩定性。例如,機翼變形可能導緻升力中心後移,降低操控性。
擴展說明
彈性本身指物體受外力變形後恢複原狀的能力(如、5、8所述),而氣動彈性則強調這種恢複過程與氣流動态的耦合。研究時需結合流體力學方程與固體力學方程進行多物理場仿真。
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