[发明专利]一种风洞缩比模型热变形的物理模拟方法

权利要求书

1.一种风洞缩比模型热变形的物理模拟方法，其特征在于，步骤如下：

该物理模拟方法通过风洞试验缩比模型(1)以及压电纤维复合材料致动器(2)实现热变形模拟；

1)计算风洞试验缩比模型(1)在指定飞行环境条件下的热载荷以及对应的热变形；

2)仿真过程中，将风洞试验缩比模型(1)划分网格区域，在风洞试验缩比模型(1)内表面各个网格上增加尺寸固定的压电纤维复合材料致动器(2)，计算在压电纤维复合材料致动器(2)驱动下的风洞试验缩比模型(1)变形状态，提取风洞试验缩比模型(1)上若干目标设计点，以目标设计点在步骤1)中飞行环境条件下的热变形与压电纤维复合材料致动器(2)驱动变形的绝对误差平方和为优化目标，以压电纤维复合材料致动器(2)的驱动电压和纤维角度为优化设计变量，从而确保压电纤维复合材料致动器(2)驱动下的变形与实际环境下的热变形具有一致性；其等效计算方法为：

Find:X_i(U_i,θ_i)i＝1,2,…,n

Min:

Subject to:-500≤U_i≤1500 i＝1,2,…,n

0≤θ_i≤πi＝1,2,…,n

其中，U_i表示每个压电纤维复合材料致动器(2)的驱动电压，θ_i表示每个压电纤维复合材料致动器(2)的纤维角度，i表示粘贴压电纤维复合材料致动器(2)的区域编号，j表示评估模型热变形物理模拟效果的目标设计点编号，v_j表示风洞试验缩比模型(1)在飞行环境下所选评估点的位移，v_j^*表示风洞试验缩比模型(1)在压电纤维复合材料致动器(2)驱动下所选评估点的位移；

3)根据步骤2)中优化结果，将压电纤维复合材料致动器(2)均匀粘贴在风洞试验缩比模型(1)的内侧表面各个网格上，每一块压电纤维复合材料致动器(2)的电压和角度根据风洞试验的理论分析结果而定，须满足试验中的模型热变形需要。

2.根据权利要求1所述的风洞缩比模型热变形的物理模拟方法，其特征在于，

采用接触成型制造风洞试验缩比模型(1)，风洞试验缩比模型(1)为纤维增强树脂基复合材料；压电纤维复合材料致动器(2)粘贴在风洞试验缩比模型(1)上所用粘贴剂为环氧树脂胶；每个压电纤维复合材料致动器(2)通过外接-500～+1500V独立电源(3)驱动产生形变。