刘　艳 ， 白俊强 ， 华　俊 ， 刘　南

(1.西北工业大学 航空学院，西安　710072；2. 中国航空研究院，北京　100012)

强迫振动和极限环振动时域响应的高效预测方法研究

刘艳1， 白俊强1， 华俊2， 刘南1

(1.西北工业大学 航空学院，西安710072；2. 中国航空研究院，北京100012)

建立一种基于改进Kriging的KSBRF(Kriging-Surrogate-Based Recurrence Framework)降阶模型(Reduced-Order Model, ROM)，用于高效地预测非线性非定常气动力及力矩、极限环振动(Limit Cycle Oscillations, LCO)等。首先基于Kriging代理模型建立非线性系统输入-输出关系的循环预测框架。然后对翼型做沉浮/俯仰组合运动时的非线性非定常气动力进行辨识。结果表明：在固定来流马赫数情况下，KSBRF预测结果与CFD计算结果吻合良好，阻力系数及俯仰力矩系数等的平均预测误差均在2.0%以内；在变来流马赫数情况下，升力系数和俯仰力矩系数的平均预测误差在2.5%以内，而阻力系数的预测误差则稍大，但也不超过7.0%。通过研究不同m,n取值对模型精度的影响，得出考虑历史效应有利于提高当前时间步的模型预测精度。除此之外，还对NACA64A010翼型的LCO振动形态进行预测，预测结果与CFD计算结果吻合良好，误差均保证均小于5.17%，节省近三分之二的计算时长。

代理模型；降阶模型；Kriging插值；非定常气动力；极限环振动

目前，一些非线性流动现象分析往往需要高精度的计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)方法。例如在跨音速、接近失速等状态下，非定常气动力响应分析、颤振分析、极限环振动(Limit Cycle Oscillations，LCO)分析等分析过程复杂，应用高精度的CFD分析方法的计算代价太过巨大。在实际应用中通常会采用一些基于线性假设条件的CFD方法。……