| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第17-29页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第17-19页 |
| 1.2 国内外研究发展现状 | 第19-27页 |
| 1.2.1 变体机翼结构设计研究现状 | 第19-21页 |
| 1.2.2 基于SMA驱动器的变体机翼研究现状 | 第21-25页 |
| 1.2.3 用于SMA驱动器的冷却技术研究现状 | 第25页 |
| 1.2.4 机翼气动外形优化方法研究现状 | 第25-27页 |
| 1.3 本文的主要研究内容 | 第27-29页 |
| 第二章 可变厚度机翼模型及SMA冷却系统设计研究 | 第29-54页 |
| 2.1 引言 | 第29页 |
| 2.2 变体机翼总体结构设计 | 第29-30页 |
| 2.3 基于SMA丝的驱动器结构设计 | 第30-35页 |
| 2.3.1 形状记忆合金材料及其力学性能简介 | 第30-33页 |
| 2.3.2 SMA丝驱动方式 | 第33页 |
| 2.3.3 SMA驱动器结构设计 | 第33-35页 |
| 2.4 SMA丝力学性能测试 | 第35-39页 |
| 2.4.1 实验平台 | 第35-36页 |
| 2.4.2 SMA丝应力应变实验 | 第36-37页 |
| 2.4.3 SMA丝回复驱动力实验 | 第37-39页 |
| 2.5 套管式SMA丝冷却系统设计研究 | 第39-53页 |
| 2.5.1 管内流动的基本方程 | 第40-42页 |
| 2.5.2 环隙强制对流换热 | 第42-46页 |
| 2.5.2.1 环隙通道中的速度及切应力分布 | 第42-44页 |
| 2.5.2.2 环隙强制对流努谢尔特数计算 | 第44-46页 |
| 2.5.3 SMA丝驱动器冷却过程理论模型 | 第46-49页 |
| 2.5.3.1 自然冷却过程中的努谢尔特数 | 第47页 |
| 2.5.3.2 强制对流冷却过程中的努谢尔特数 | 第47-49页 |
| 2.5.4 SMA冷却过程的计算及实验验证 | 第49-53页 |
| 2.5.4.1 自然冷却过程的计算及实验 | 第49-50页 |
| 2.5.4.2 强制冷却过程的计算及实验 | 第50-53页 |
| 2.6 本章小结 | 第53-54页 |
| 第三章 流场数值模拟方法及算例验证 | 第54-90页 |
| 3.1 引言 | 第54页 |
| 3.2 流动控制方程 | 第54-60页 |
| 3.2.1 N-S方程基本形式及离散方法 | 第54-57页 |
| 3.2.2 N-S方程的无量纲化及线性化 | 第57-58页 |
| 3.2.3 N-S方程边界条件 | 第58-59页 |
| 3.2.3.1 壁面边界 | 第58-59页 |
| 3.2.3.2 远场边界 | 第59页 |
| 3.2.4 有限体积法 | 第59-60页 |
| 3.3 空间离散 | 第60-68页 |
| 3.3.1 格心格式流场控制体单元 | 第60-62页 |
| 3.3.2 无粘通量的计算 | 第62-68页 |
| 3.3.2.1 矢通量分裂格式 | 第63-67页 |
| 3.3.2.2 加入Van Albada通量限制器的3阶MUSCL格式 | 第67-68页 |
| 3.4 时间离散格式 | 第68-73页 |
| 3.4.1 LU-SGS时间格式 | 第68-71页 |
| 3.4.2 适用于非定常计算的双时间步长法 | 第71-72页 |
| 3.4.3 应用于低速流的时间导数项预处理方法 | 第72-73页 |
| 3.5 湍流模型 | 第73-77页 |
| 3.5.1 S-A模型及其边界条件 | 第73-74页 |
| 3.5.2 SST模型 | 第74-77页 |
| 3.5.2.1 SST模型及其边界条件 | 第74-76页 |
| 3.5.2.2 SST方程离散计算 | 第76-77页 |
| 3.6 网格生成及变形策略 | 第77-82页 |
| 3.6.1 多块网格的边界条件及连接信息 | 第77-78页 |
| 3.6.2 多块网格技术及网格变形策略 | 第78-81页 |
| 3.6.3 网格变形策略 | 第81-82页 |
| 3.7 气动力的表达形式 | 第82-83页 |
| 3.8 流场计算数值方法验证 | 第83-88页 |
| 3.8.1 跨音速工况下的RAE2822翼型算例 | 第83-86页 |
| 3.8.2 低速工况下的NACA0012翼型算例 | 第86-88页 |
| 3.9 本章总结 | 第88-90页 |
| 第四章 可变上蒙皮有限元建模 | 第90-112页 |
| 4.1 引言 | 第90页 |
| 4.2 基于Mindlin板理论的壳单元构造方法 | 第90-99页 |
| 4.2.1 Mindlin板理论简介 | 第91-92页 |
| 4.2.2 壳单元的构造 | 第92-99页 |
| 4.2.2.1 平面应力状态 | 第93-94页 |
| 4.2.2.2 弯曲应力状态 | 第94-97页 |
| 4.2.2.3 应力状态组合与坐标转换 | 第97-99页 |
| 4.3 位移约束型边界条件的处理方法 | 第99-102页 |
| 4.4 等效节点载荷 | 第102-106页 |
| 4.4.1 用于流固耦合界面数据传递的径向基函数插值法 | 第104-106页 |
| 4.4.2 流场与结构场之间的数据传递 | 第106页 |
| 4.5 算例及实验验证 | 第106-109页 |
| 4.5.1 实验仪器设备 | 第107-108页 |
| 4.5.2 驱动点位移测试实验及结果分析 | 第108-109页 |
| 4.6 翼型重建 | 第109-111页 |
| 4.7 本章小结 | 第111-112页 |
| 第五章 基于流场伴随方程的变体机翼气动外形优化方法 | 第112-148页 |
| 5.1 引言 | 第112页 |
| 5.2 流场伴随优化方法原理简介 | 第112-113页 |
| 5.3 基于梯度的优化方法 | 第113-120页 |
| 5.3.1 伴随方程的计算坐标系 | 第114页 |
| 5.3.2 基于梯度法的伴随方程优化方法 | 第114-118页 |
| 5.3.3 流场伴随方程的表达形式 | 第118-120页 |
| 5.4 N-S方程中无粘项和粘性项对伴随方程的影响 | 第120-135页 |
| 5.4.1 N-S方程中无粘项对伴随方程的影响 | 第120-122页 |
| 5.4.2 粘性项对伴随方程的影响 | 第122-128页 |
| 5.4.2.1 动量方程中粘性项对梯度算子的贡献量 | 第124-125页 |
| 5.4.2.2 动量方程粘性项对伴随方程壁面边界的影响量 | 第125-126页 |
| 5.4.2.3 能量方程中粘性项对梯度算子的贡献量 | 第126-128页 |
| 5.4.3 N-S方程粘性项对伴随方程梯度算子贡献量的整体表达形式 | 第128-134页 |
| 5.4.4 流场伴随方程的求解 | 第134-135页 |
| 5.5 气动外形寻优计算过程 | 第135-136页 |
| 5.6 优化算例 | 第136-143页 |
| 5.6.1 攻角为 0°，自由来流速度为 30m/s工况下的气动优化 | 第136-138页 |
| 5.6.2 攻角为 0°，自由来流马赫数为 0.6 工况下的气动优化 | 第138-140页 |
| 5.6.3 攻角为 2.5°，自由来流速度为 30m/s工况下的气动优化 | 第140-143页 |
| 5.7 低速工况下的翼型升阻比优化实验 | 第143-146页 |
| 5.7.1 实验仪器及设备 | 第143-145页 |
| 5.7.2 实验结果分析 | 第145-146页 |
| 5.8 本章小结 | 第146-148页 |
| 第六章 总结与展望 | 第148-150页 |
| 6.1 全文总结 | 第148-149页 |
| 6.2 本文创新点 | 第149页 |
| 6.3 研究工作改进及展望 | 第149-150页 |
| 参考文献 | 第150-156页 |
| 致谢 | 第156-157页 |
| 在校期间以第一作者发表的学术论文 | 第157页 |
| 在校期间申请的发明专利 | 第157页 |
| 在校期间参与的基金项目 | 第157页 |
