颤振 — CAE用语解说

颤振是气动弹性不稳定现象的一种，机翼振动时其变形会产生更大的气动激励力，导致振动呈指数发散的现象。机翼具有弯曲模态和扭转模态，当飞行速度超过某个临界速度（颤振速度）时，两个模态间的气动能量交换变为正反馈，引发发散。在实际飞行中，飞机必须在颤振速度的安全系数1.15倍以上的速度（VD：俯冲速度）时仍不发散，这是型式认证的要求。从历史上看，De Havilland DH.108因颤振而空中解体，导致过航空器事故。

颤振分析是在线性化气动弹性模型基础上进行的。①用有限元法计算机翼的干振模态（真空中的固有频率和模态形状）。②用非稳定空力理论（面板法、Doublet Lattice Method=DLM）计算各模态作用的气动矩阵。③用复特征值分析（pk颤振法）求"气动与结构耦合系统特征值虚部为正的速度"，即颤振速度。NastRAN的SOL 145（颤振分析）实现了这一方法，并输出V-g图（速度-阻尼比图）。也可以用高精度CFD（如LES）加结构的双向流固耦合进行非线性颤振分析，但型式认证中线性方法仍是主流。