热环境下超声速飞行器的复合材料壁板颤振分析与优化设计

壁板颤振是飞行器壁板结构在高速气流中产生的一种流固耦合力学问题，在超声速飞行引起的气动热环境下，壁板的热颤振问题更是一个值得研究的多物理场耦合问题。本项目拟以复合材料壁板为对象，研究其在热环境下的非线性颤振特性以及相应的优化设计问题。主要内容包括壁板结构几何非线性对非线性壁板颤振特性的影响规律，壁板结构设计参数对非线性壁板颤振特性的影响规律，气流非线性等因素对非线性壁板颤振特性的影响规律，热效应对非线性壁板颤振特性的影响规律，以及以壁板颤振临界速度为约束条件最轻重量为目标函数的壁板颤振优化设计研究。上述研究内容不仅针对超声速飞行器的壁板颤振设计具有工程应用价值，而且壁板非线性热颤振涉及到热－流－固耦合力学问题以及非线性振动中的极限环振动、非简谐周期振动以及混沌振动及其演化等前沿力学问题，具有重要的学术研究意义。