一种几何大变形下的非线性气动弹性求解方法

非线性气动弹性的时域求解中,涉及到非线性的流体动力学(CFD)和非线性的结构动力学(CSD)耦合问题.基于Co-rotational理论,推导了三维壳单元几何非线性下的切线刚阵和内力公式,针对推进过程中的能量守恒,引入预估-校正推进格式,发展了一种近似能量守恒的非线性动态响应算法;基于1/2时间步的交错耦合格式,结合带有几何守恒律的双时间推进求解雷诺平均N-S方程的求解器,发展了非线性气动弹性求解的高精度耦合格式.通过结构几何大变形下的静力和动力分析验证了所发展的结构非线性求解器,并通过AGARD445.6机翼的非线性气动弹性响应分析,说明了所发展耦合求解方法的实用性.