黄 杰， 姚卫星,2， 姜志平， 周丹发

(1. 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室 南京，210016)(2. 南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室 南京，210016)(3. 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 沈阳，110035)

引 言

气动弹性是飞行器设计过程中必须考虑的问题，相比静气动弹性，颤振对飞行器带来的危害更严重，若设计不当，飞行动压达到颤振临界动压时，飞行器将发生机毁人亡的事故。早期的飞行器颤振分析基于经典颤振理论，典型的分析方法有v-g法和p-k法[1-2]。经典颤振理论为频域分析方法，非定常气动力的分析通常采用偶极子网格法[3-4]，该气动力模型为线性模型，只适用于亚声速和超声速问题，无法分析高度非线性的跨声速问题。当攻角较大时，流动分离也会导致气动力非线性，故偶极子网格法也无法分析大攻角问题。经典颤振理论的结构动力学通常采用模态叠加法分析，同样也为线性模型。因此，经典颤振理论仅能分析亚声速或超声速、小攻角、线性结构等条件下的颤振问题。

对于大型客机和高速无人机，巡航速度大多处于跨声速区域，其气动力是高度非线性的。而大展弦比无人机机翼柔度较大，在气动力作用下会产生较大的几何变形，机翼必然会产生明显的几何非线性效应，而几何非线性会造成翼面结构在非定常气动力作用下发生极限环振荡(limit cycle oscillation,简称LCO)[5-6]，同时发生颤振问题和LCO现象时可称为极限环颤振[7-9]。LCO颤振分析的关键是准确计算LCO幅值和频率。……