题目：采用流固耦合的实体元空心叶片鸟撞数值模拟

航空发动机风扇叶片是易受鸟撞击的部位，因此，对发动机风扇叶片进行鸟撞研究具有重要意义。早期的鸟撞研究基本上是通过试验进行，随着计算机技术以及有限元理论的发展，越来越多地采用数值模拟方法进行鸟撞研究。目前在采用流固耦合算法研究叶片鸟撞的问题上，普遍采用壳元划分叶片，而壳元在模拟非薄壁结构方面存在困难。如果采用实体元划分叶片，由于在失效单元的处理及耦合面的推进等方面存在诸多困难，目前的流固耦合算法还缺乏完善的理论，所以现有的计算程序一般只能计算壳元的耦合及失效，这就给考虑失效的实体元空心风扇叶片鸟撞数值模拟带来了很大的挑战。 针对目前通用流固耦合算法在模拟实体元结构破坏上存在不足，以MSC.Dytran软件为平台，研究和验证了不考虑失效和考虑失效的实体元平板叶片流固耦合数值模拟方法；在此基础上，结合大涵道比航空发动机工作过程中较为常见且非常严重的鸟撞事故，建立了实体元空心风扇叶片鸟撞瞬态动力学有限元模型，并进行了相应计算。计算结果表明，所选的鸟体模型、鸟体长径比和体积模量，以及叶片材料的模型参数 和 对叶片响应的影响很小，而鸟体密度、鸟体速度，以及叶片弹性模量、屈服应力和硬化模量对叶片响应的影响较大。最后模拟了叶片遭受鸟撞产生失效的过程。研究结果对叶片的抗鸟撞设计具有一定的参考的意义。