【技术实现步骤摘要】
热气动弹性分析适用的热固耦合结构动力学降阶模型方法
本专利技术属于空气动力学的
，具体而言，涉及一种热气动弹性分析适用的热固耦合结构动力学降阶模型方法。
技术介绍
在高超声速飞行过程中，气动加热使得飞行器结构温度场发生变化，进而导致结构强度、刚度、应力场等力学特性发生相应改变，这种现象被称为热固耦合。在热固耦合作用下，结构抵御气动力载荷的能力随温度升高逐渐减小，最终引发结构变形和振动，形成威胁飞行安全的热气动弹性问题。因此，热固耦合分析是热气动弹性仿真的重要组成部分。在目前的热气动弹性分析中，热固耦合分析主要基于解耦物理场的有限元数值计算方法。一种典型过程如图1所示：当结构温度场完成更新后，根据升温后的材料力学属性获得温度载荷下的刚度阵，同时进行热应力求解，最终基于热应力和刚度阵，进行模态分析，输出受热结构的模态频率和振型，之后即可基于模态频率和振型进行结构动力学分析。上述过程被称为热模态分析，其中的热应力求解和模态分析环节都需要借助有限元分析方法。由于在飞行过程中，结构温度场需要在时域上进行频繁更新，因此，上...
【技术保护点】
1.一种热气动弹性分析适用的热固耦合结构动力学降阶模型方法，其特征在于，该方法包括：/nS1：对结构温度场进行降阶/n构建结构温度场降阶模型，对结构温度场降阶模型进行训练，训练完成后，得到任意时刻结构温度场降阶后长度为N的结构温度场低阶向量
【技术特征摘要】
1.一种热气动弹性分析适用的热固耦合结构动力学降阶模型方法，其特征在于，该方法包括：
S1：对结构温度场进行降阶
构建结构温度场降阶模型，对结构温度场降阶模型进行训练，训练完成后，得到任意时刻结构温度场降阶后长度为N的结构温度场低阶向量
S2：选用参考结构的模态振型作为参考模态振型Φref，并基于Φref将变形场降阶为长度为L的低维向量q；
S3：建立受热结构的动力学方程
其中，温度带来的刚度损失表示为温度引起的额外力载荷为模态质量阵表示为M，模态阻尼阵表示为D，线性刚度阵表示为K(1)，节点载荷表示为F；和分别表示速度和加速度；和均为多层神经网络；
S4：建立受热结构的热固耦合动力学模型
在q和构成的L+N维空间内进行抽样，获得一系列具有不同变形场和温度场载荷的样本工况，对样本工况计算分析，并系统辨识出式(7)中的M、D、和K(1)，以训练和训练完成后，通过和进行时变温度载荷下的非线性结构动力学分析。
2.根据权利要求1所述的热气动弹性分析适用的热固耦合结构动力学降阶模型方法，其特征在于，所述结构温度场降阶模型是基于多层神经网络构建的。
3.根据权利要求2所述的热气动弹性分析适用的热固耦合结构动力学降阶模型方法，其特征在于，所述结构温度场降阶模型采用深度学习中的自编码器神经网络进行降阶。
4.根据权利要求3所述的热气动弹性分析适用的热固耦合结构动力学降阶模型方法，其特征在于，所述自编码器神经网络分为编码部分和解码部分，自编码器神经网络的降阶过程如下：
编码部分将输入的高维向量映射到低维向量，而解码部分...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，王梓伊，杜雁霞，张伟伟，杨肖峰，肖光明，魏东，向静，
申请(专利权)人：空气动力学国家重点实验室，西北工业大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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