Lift-Plus-Cruise eVTOL 机翼气动不确定性分析中不确定性量化方法的比较研究
计算工程、金融与科学
2025-01-08 v1
摘要
风洞作用本身具有随机性，可能会显著影响飞机的安全性和性能。本研究针对三维不确定性量化 (UQ) 问题，探讨了气动条件和飞行条件的不确定性如何影响 Lift-Plus-Cruise eVTOL 机翼的结构响应。分析采用包含面板方法气动求解器和壳体分析结构求解器之间单向耦合的不可稳定气动弹性模型，以预测机翼在不同条件下的响应。此外，本文对常见的非侵入式 UQ 方法进行了比较评估，包括非侵入式多项式混沌、克里金、蒙特卡罗、单变量维数缩减以及梯度增强单变量维数缩减。这些方法根据其在估计各种风险措施——即关键结构响应输出如最大迎角位移和平均应变能的均值、标准差和95百分位数——的有效性进行评估。数值结果显示，即使在不确定输入取 relatively 小范围时，结构响应输出也存在显著变动。这凸显了系统对气动和飞行条件不确定性的敏感性。此外，所实现 UQ 方法的性能在具体的风险措施和所关注的量上存在显著差异。
引用
@article{arxiv.2501.03964,
title = {A comparative study of uncertainty quantification methods in gust response analysis of a Lift-Plus-Cruise eVTOL aircraft wing},
author = {Bingran Wang and Michael Warner and Aoran Tian and Luca Scotzniovsky and John T. Hwang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.03964},
year = {2025}
}