膜翼的非定常空气动力学理论

我们在二维无粘不可压缩流中解析研究了膜翼在任意小振幅弦向运动与横向阵风作用下的动态响应。该理论模型假设恒定张力下可拉伸膜的线性变形，并通过非定常薄翼理论将其与外部气动力载荷进行气动弹性耦合。针对简谐沉浮振荡、攻角瞬时变化、正弦横向阵风及锐边阵风，研究了膜的结构与气动响应。这些情形下的非定常升力响应分别给出了膜翼对 Theodorsen、Wagner、Sears 和 Küssner 函数的气动弹性推广。这些推广首次将膜流体-结构相互作用纳入柔性翼非定常升力响应表达式中。我们的结果表明，在适当预张力调节下，膜翼在非定常流动条件下相比刚性翼具有显著气动优势。