风洞试验模型振动机理及主动控制研究进展

doi:10.7527/S1000-6893.2024.30467

Abstract

Abstract:

Undesirable model vibration often occurs in a conventional wind tunnel force test. Large amplitude model vibrations may adversely affect test data and even threaten the safe operation of equipment. It is therefore of great importance to fully understand the mechanism of model vibration occurrence and reduce the vibration amplitude by effective means in wind tunnel tests. This paper first introduces the harms of model vibration， followed by a summary of model vibration types. The progress of reducing model vibrations by various methods are then presented， and the key points and technical difficulties involved in the active control method analyzed. The existing literature shows that the active control method with the piezoelectric stack as the actuator can best meet the requirements of the engineering practice， with better vibration damping effect than others. Finally， suggestions regarding future research on model vibration control in large-scale wind tunnels are presented.

Key words: model vibration, active vibration control, piezoelectric stack actuator, control algorithm, wind tunnel test

CLC Number:

V215.3

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Figures/Tables 31

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风洞尺度/m	第1阶固有频率/Hz
0.6	12~20
1.2	10~15
2.4	8~12
5	3~6

Ma	结构频率/Hz
	48.9 ℃		-157 ℃
	计算	测量	计算	测量
0	46		27.7
0.2	45	43	27.2	28
0.6	36.8	~40	22.2	23
0.8	27.6		16.6	~21
0.9	20.1	~33	12.1

对比参数	分体式	外套式	内嵌式
设计难度	较低	中等	较高
安装难度	较高	较低	中等
对流场影响	中等	较大	无
对压电堆尺寸要求	中等	较低	较高
对压电堆功率要求	中等	较低	较高
最大缺点	打断支杆结构	影响试验流场	技术难度较高

试验温度/℃	冲击吸收功/J	抗拉强度/MPa	屈服强度/MPa
20	40	1 400	1 350
-196	20	1 850	1 750

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Model vibration mechanism and active control in wind tunnel test: Review

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