基于自适应扩展卡尔曼滤波的节段模型风洞测试实时气动弹性混合仿真系统
系统与控制
2025-04-30 v1 系统与控制
流体动力学
摘要
弹性支撑节段模型测试是风洞工程中最基础的实验技术，常用螺旋弹簧模拟柔性结构的两自由度低阶模态运动。然而，传统技术在准确建模非线性结构行为和精确调整非线性结构阻尼方面存在内在局限。本文提出了一种 novel 实时气动弹性混合仿真系统，用于节段模型风洞测试，通过集成自适应卡尔曼滤波的主动控制算法实现。该系统可模拟节段模型在迎风作用下的 heave-横向-扭转耦合振动。结构属性（如质量、阻尼和刚度）通过主动控制系统进行数值仿真，而气动力则通过模型-风洞相互作用进行物理建模。为验证所提系统的可行性和准确性，开发了一个 MATLAB/Simulink-FLUENT/UDF 联合仿真框架。数值验证结果表明，所提算法在线性和非线性情景中均能有效估计运动响应。
引用
@article{arxiv.2504.20063,
title = {A novel real-time aeroelastic hybrid simulation system of section model wind tunnel testing based on adaptive extended Kalman filter},
author = {Wenkai Du and Guangzhong Gao and Suhan Li and Bo Fu and Jiawu Li and Ledong Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.20063},
year = {2025}
}
备注
25 pages, 13figures