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Vol.8No.6

第8卷第6期气体物理

2023年11月PHYSICSOFGASESNov.2023

DOI:10.19527/j.cnki.2096 ̄1642.1088

基于CFD/CSD耦合的火箭跨声速气动阻尼特性分析

李泳德ꎬ郭力ꎬ季辰

(中国航天空气动力技术研究院ꎬ北京100074)

CharacterizationofTransonicAerodynamicDampingofRocketsBasedon

CFD/CSDCoupling

LIYong ̄deꎬGUOLiꎬJIChen

(ChinaAcademyofAerospaceAerodynamicsꎬBeijing100074ꎬChina)

摘要:随着新型大推力火箭的发展ꎬ弯曲模态频率的不断降低ꎬ以及流动分离和跨声速飞行时产生的激波震荡

等因素ꎬ其在跨声速飞行过程中更容易出现非定常振动发散ꎮ文章以某带助推的运载火箭模型为研究对象ꎬ通过

数值计算获取火箭强迫振动时的气动阻尼ꎬ并对影响火箭气动阻尼的因素进行了分析ꎮ包括结构节点位置、振动

振幅大小、脉动压力等ꎮ研究表明:助推主要起到增大气动阻尼的作用ꎻ前节点主要影响收缩段的气动阻尼ꎻ振

动振幅大小和脉动压力对气动阻尼的影响可忽略不计ꎮ

关键词:气动阻尼ꎻ数值计算ꎻ跨声速ꎻ气动弹性ꎻ运载火箭

中图分类号:V475.1文献标志码:A

Abstract:Withthedevelopmentofnehigh ̄thrustwrocketsꎬthedecreasingfrequencyofthebendingmodesoftherocketꎬ

aswellasthefactorssuchasfloseparationwandshockoscillationsgeneratedduringtransonicflightmakeitmoreproneto

non ̄constantvibration.Inthispaperꎬalaunchvehiclemodelwithboostwastakenastheresearchobjectꎬandtheaerody ̄

namicdampingoftherocketduringforcedvibrationwasobtainedthroughnumericalcalculation.Thefactorsaffectingthe

aerodynamicdampingoftherocketwereanalyzedꎬincludingthepositionofstructuralnodesꎬthemagnitudeofvibrationam ̄

plitudeꎬpulsatingpressureandsoon.Thestudyshothatwstheboostmainlyplaystheroleofincreasingaerodynamicdamp ̄

ingandthefrontnodemainlyaffectstheaerodynamicdampingofthecontractionsection.Thevibrationamplitudesizeand

thepulsatingpressurehaveanegligieffectonbletheaerodynamicdamping.

Keywords:aerodynamicdampingnumericalꎻcalculationtransonicaeroelasticityꎻꎻlaunchvehicleꎻ

引言稳定性分析ꎬ否则设计的疏忽可能会导致

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