| 学科专业评审组： | 机械组 | | 项目名称： | 飞行器气动弹性振动分析与控制关键技术及应用 |
| 提名单位： | 陕西省航空学会 |
| 提名等级： | 二等奖 |
| 提名单位意见： | 本项目聚焦国家航空航天领域重大战略需求，针对飞行器在复杂多物理场耦合环境下面临的气动弹性振动与控制关键技术难题，开展了系统深入的理论创新与技术攻关，取得了多项原创性成果，对提升我国飞行器综合性能与安全可靠性具有重要的科学价值与工程意义。项目团队在国家自然科学基金等多个国家级及省部级项目支持下，历经多年潜心研究，突破了传统气动弹性设计与振动控制方法的局限，发展了非线性气动伺服弹性建模与分析技术，提出了气动弹性振动主动控制方法，建立了流-固-声多场耦合非线性动力学模型，创新了面向气动弹性振动抑制的力学超结构减振隔振设计理论，并研发了面向气动弹性性能退化的结构健康监测技术，实现了从理论建模、振动控制到结构健康监测的完整技术路径。成果已成功应用于超声速大机动靶标、某型无人机、直升机振动控制、航空旋翼隔振设计等国防重点型号，显著提升了飞行器气动弹性稳定性与振动抑制能力。项目获授权国家发明专利24项，登记软件著作权9项，发表高水平SCI论文81篇，他引1826次，获省部级科技奖励3项，表明了本项目研究具有较高的学术影响力和工程应用价值。
经陕西省航空学会审核，认为该成果技术成熟度高、创新性强、应用效果突出，对推动我国航空装备技术发展具有显著作用，一致同意提名其申报陕西省科学技术进步奖二等奖及以上。 |
| 项目简介： | 
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| 客观评价： | 
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| 应用情况和效益： | 
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| 主要知识产权和标准规范等目录： | 
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| 主要完成人： | - 姓名：田玮
排名：1
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：西北工业大学
对本项目技术创造性贡献：作为项目组青年教师骨干，负责项目科研工作的顺利开展，实质性贡献包括：1）发展了飞行器气动伺服弹性建模与分析技术，提出了基于子结构模态缩聚的非线性建模方法及动力学修正方法，成功应用于超声速大机动靶标、翼身融合布局无人机等型号的ASE稳定性评估、突风载荷减缓及颤振抑制；2）建立了适用于气动弹性振动控制的力学超结构设计理论，提出了基于带隙理论的非线性超结构壁板多场耦合力学模型及设计方法，利用其宽带可调非线性带隙特性，实现了高超声速壁板热气动弹性振动抑制，为非线性超结构在航空航天工程中的推广应用提供了理论依据。对应“四、主要科技创新”第1项及第4项（2）科技创新，支撑材料为主要知识产权第1、4、6项。
曾获国家科技奖励情况：1）“飞行器结构热气动弹性设计与分析”，军事科学技术进步奖二等奖(R1),中央军委科学技术委员会，2025.01；
2）“高超声速飞行器壁板气动弹性设计与分析”，科学技术奖二等奖(R1)，中国振动工程学会，2023.12；
3）“航空结构力学超结构设计及流固耦合振动控制”，科学技术奖二等奖(R1)，陕西省航空学会，2025.04； - 姓名：赵天
排名：2
行政职务：无
技术职称：讲师
工作单位：西安交通大学
对本项目技术创造性贡献：本人深入探索二维力学超材料新机理，突破弹性波超构表面尺寸设计极限，发展出普适的弯曲波反射相位调控方法，为该领域理论研究提供了新视角。同时，基于带隙理论提出非线性超结构壁板结构设计方法，建立幅值依赖表达式，揭示非线性带隙与气动弹性振动关联机制，完善了相关理论体系。设计出更紧凑、不损害主板力学特性且便于安装的新型深亚波长弹性波超构表面，满足了飞行器壁板轻质化需求。实现了超薄超结构对大波长弹性波的调控及弹性波非对称传输与宽频吸收，应用于低频宽带弹性波吸收与振动抑制，推动了行业发展。对应“四、主要科技创新”所列第2和4(1)项科技创新，对应“主要知识产权” 所列第1和第6。
曾获国家科技奖励情况：1）“航空结构力学超结构设计及流固耦合振动控制”，科学技术奖二等奖(R2)，陕西省航空学会，2025.04； - 姓名：李伟光
排名：3
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：长安大学
对本项目技术创造性贡献：本人针对直升机地板结构多频振动响应的压电主动控制问题，提出了并行结构多输入多输出多频自适应滤波控制算法，理论证明其有效避免了收敛步长之间的相互干扰以及诱导频谱的产生，并通过地面模拟试验验证了所提控制方法的高效性，整体技术成熟度达到了3~4级，为直升机结构等包含多个窄带频率成分振动响应的主动控制问题提供了技术支撑。对应“四、主要科技创新”所列第2项科技创新，对应“主要知识产权” 所列第9。
曾获国家科技奖励情况：1)“跨声速风洞模型振动主动控制技术”，科学技术奖一等奖(R4)，中国振动工程学会，2025.12 - 姓名：谷迎松
排名：4
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：西北工业大学
对本项目技术创造性贡献：本人开发了自主可控的飞行器气动伺服弹性稳定性分析软件，具备ASE理论建模分析功能，能够进行基于Nyquist判据的SISO工程ASE稳定裕度分析，同时支持地面伺服弹性试验状态的分析，且具备ASE试飞实测开环频响数据进行稳定裕度分析的功能，已应用于航空航天院所多个型号飞机ASE稳定性评估，为我国先进飞机装备研制提供了重要的气动弹性技术保障。对应“四、主要科技创新”所列第1项和第2项科技创新，对应“主要知识产权” 所列第2和第6。
曾获国家科技奖励情况：无 - 姓名：徐艳龙
排名：5
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：西北工业大学
对本项目技术创造性贡献：本人应用了模式耦合理论求解弹性波的带隙，建立了求解功能基元反射、透射系数和相位跳变的理论框架，完成了基于弹性波超构表面的薄壁结构振动与声辐射抑制研究。发展了环形弹性波超构表面的设计方法，解决了弹性波超构表面无限周期特性与薄壁结构有限边界之间的矛盾，实现了复杂边界条件下薄壁结构的振动与声辐射抑制。对应“四、主要科技创新”所列第4(1)和第5项科技创新，对应“主要知识产权” 所列第1、第5和第6。
曾获国家科技奖励情况：1）“弹性波超构表面波动调控”，陕西省高等学校科学技术研究优秀成果奖二等奖(R1)，陕西省教育厅，2023.4 - 姓名：王巍
排名：6
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：西北工业大学
对本项目技术创造性贡献：本人针对飞行器在复杂气动载荷环境下脉动压力响应预示问题，开发了自出可控的飞行器脉动压力响应计算软件，实现了对飞行器结构在非定常气动载荷作用下动响应的高效准确计算；提出了多输入多输出多频自适应滤波控制方法，揭示了主动控制算法高效抑制气弹响应的作用机理，完成了基于压电作动器驱动的飞行器地板振动主动控制试验验证。对应“四、主要科技创新”所列第1和第2项科技创新，对应“主要知识产权” 所列第8和第9。
曾获国家科技奖励情况：无 - 姓名：王乐
排名：7
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：西北工业大学
对本项目技术创造性贡献：本人提出了基于内积矩阵与深度学习的结构健康监测方法，实现了航空典型加筋壁板结构螺栓松动损伤的精准检测；进一步提出了基于传递率函数矩阵与卷积神经网络的结构损伤检测方法，有效解决了工程实际中因测点减少导致的检测准确率下降难题，该方法作为飞行器气动弹性振动控制的事先被动控制手段，可实现在损伤引发气弹稳定性显著劣化前提供早期预警与状态评估。对应“四、主要科技创新”所列第6项科技创新，对应“主要知识产权” 所列第7。
曾获国家科技奖励情况：无 - 姓名：陈宁
排名：8
行政职务：无
技术职称：讲师
工作单位：西安工业大学
对本项目技术创造性贡献：本人开发了自出可控的飞行器脉动压力响应计算软件，同时创新性地提出面向气动弹性振动抑制的非线性超结构隔振器设计方法，建立了局域共振型非线性超结构隔振器设计方法，揭示了超结构隔振器带隙行为与气动弹性模态之间的相互作用及其调控机制，实现了高承载条件下针对颤振敏感频段和低频主振动模态的定向隔振，已成功应用于航空旋翼飞行器隔振系统，验证了其在气动载荷环境下抑制振动传递、提升颤振边界的可靠性和有效性。对应“四、主要科技创新”所列第1和第5项科技创新，对应“主要知识产权” 所列第8。
曾获国家科技奖励情况：1）“航空结构力学超结构设计及流固耦合振动控制”，科学技术奖二等奖(R3)，陕西省航空学会，2025.04； - 姓名：刘昊
排名：9
行政职务：无
技术职称：助理研究员
工作单位：山东大学
对本项目技术创造性贡献：本人提出了任意拉格朗日-欧拉框架下非定常流动、大变形复合材料结构的流-固耦合非线性动力学建模方法，发展了多物理场强耦合隐式分区计算格式。研究了激波边界层干扰下复合材料壁板结构的颤振稳定性和非线性气动弹性响应特性，揭示了系统颤振稳定性以及极限环、分岔和混沌等非线性动力学响应随系统参数的演变规律，研究工作深入了对相关物理现象的理解，为航空航天复杂流动条件下飞行器结构的动态响应预计及抗噪声疲劳设计奠定理论与方法基础。对应“四、主要科技创新”所列第3项科技创新，对应“主要知识产权” 所列第10。
曾获国家科技奖励情况：1）“航空结构力学超结构设计及流固耦合振动控制”，科学技术奖二等奖(R4)，陕西省航空学会，2025.04；
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| 主要完成单位及创新推广贡献： | - 单位名称：西北工业大学
单位贡献：本项目以西北工业大学为第一完成单位，项目完成人均为本校教职工或毕业生。依托航空学院提供的科研办公场所与实验平台，项目组在飞行器气动弹性振动分析与控制领域开展了系统的理论研究与工程应用，取得以下创新成果：（1）建立了飞行器非线性气动伺服弹性建模与分析技术，解决了ASE稳定性预测、突风载荷减缓及颤振抑制等关键问题；（2）发展了基于压电智能驱动结构的主动控制技术，成功应用于飞行器地板振动控制和垂尾抖振主动控制；（3）建立了一套适用于飞行器气动弹性振动控制的力学超结构设计理论，提出了非线性超结构壁板多场耦合力学模型及带隙调控方法，实现了热气弹振动抑制，解决了传统方法在极端力学条件下难以兼顾宽低频减振与承载一体化的难题；（4）提出了面向气动弹性振动抑制的非线性超结构隔振器设计方法，揭示了带隙行为与气弹模态的相互作用机制，解决了高承载条件下低频及颤振敏感频段隔振难题，已成功应用于航空旋翼飞行器隔振系统；（5）建立了面向气动弹性性能退化的结构损伤特征构造理论与智能检测方法，为振动控制决策提供事先预警与损伤状态信息支撑。上述成果为飞行器气动弹性振动抑制及综合性能提升提供了重要理论依据与技术支撑，有力推动了我国国防装备研制技术的发展。
- 单位名称：西安交通大学
单位贡献：本项目以西安交通大学为第二完成单位，项目第二完成人为西安交通大学教职工。依托西安交通大学航天航空学院提供的科研办公场所与实验平台，项目组在航空结构力学超结构与气动弹性振动抑制领域开展了系统的理论研究和工程应用，取得多项创新成果。在力学超结构设计方面，发展了二维尺度深亚波长弹性波超构表面和三维尺度非线性超结构设计方法，建立了多场耦合力学模型及带隙调控理论，实现了低频宽带的弹性波吸收及热气弹振动抑制，解决了传统方法在气动载荷与热力耦合条件下难以兼顾宽低频减振与承载一体化的难题，为飞行器轻质化颤振抑制与流固耦合声振控制提供了新途径。在主动控制方面，开展了压电作动器迟滞建模与补偿控制、作动器布局优化配置，以及地板结构振动压电主动控制器设计与实验研究，建立了基于压电叠层作动器驱动的加筋壁板结构振动自适应主动控制系统，有效降低了飞行器加筋板结构的振动水平，为智能结构在飞行器多频振动抑制中的工程应用提供了理论和实验指导。
- 单位名称：长安大学
单位贡献：本项目由长安大学作为第三完成单位参与完成，项目完成人李伟光系长安大学在职教职工。在项目实施过程中，长安大学理学院为项目组提供了完善的科研办公场所和先进的实验平台，为项目的顺利开展提供了有力支撑。依托这些科研条件，项目完成人在智能结构动力学与控制领域开展了系统深入的研究工作，取得了一系列具有重要理论价值和工程应用意义的创新成果：针对直升机地板结构多频振动主动控制难题，提出了并行结构多输入多输出多频自适应控制方法、变步长自适应控制方法、加速度反馈-自适应混合控制方法等，验证了其在直升机地板结构主动减振应用中的高效性，达到了技术成熟度4级，并达到降低飞行器加筋板结构的振动水平和抑制的要求，为智能结构在飞行器结构中多频减振及应用推广提供理论实验指导。
- 单位名称：西安工业大学
单位贡献：本项目以西安工业大学为第四完成单位，项目完成人陈宁系西安工业大学在职教职工。项目实施过程中，西安工业大学设计学院为项目组提供了完善的科研办公场所与先进的实验平台，为项目顺利推进提供了有力保障。依托上述科研条件，项目完成人在飞行器复杂隔振与超结构振动抑制领域开展了系统深入的理论与实验研究工作，取得了一系列具有重要理论价值和工程应用意义的创新成果。针对气动载荷环境下飞行器结构低频及特征频段隔振难题，构建了非线性力学超结构隔振器的色散方程并获得其带隙特性，实现了对隔振频段内振动抑制关键要素的有效预测，为飞行器气动弹性隔振控制提供了基于超结构振动抑制的新思路。
- 单位名称：山东大学
单位贡献：本项目由山东大学作为第五完成单位参与完成，项目完成人刘昊系山东大学在职教职工。在项目实施过程中，山东大学土建与水利学院为项目组提供了完善的科研办公场所和先进的实验平台，为项目的顺利开展提供了有力支撑。依托这些科研条件，项目完成人在复杂流动条件下飞行器壁板的流固声多物理场耦合分析领域开展了系统深入的研究工作，取得了一系列具有重要理论价值和工程应用意义的创新成果，具体包括：提出了基于任意拉格朗日-欧拉框架的多物理场耦合非线性动力学建模方法，揭示了二维斜激波冲击和激波边界层干扰下板腔耦合系统颤振稳定性以及极限环、分岔和混沌等非线性动力学响应随系统参数的演变规律，深化了对该领域相关物理现象的理论认知。
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| 完成人合作关系说明： | 完成人合作关系说明：1
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