气动弹性研究是飞行器研制过程中的重要环节,在气动弹性研究中几何非线性效应是壁板颤振、大展弦比机翼气动弹性等问题的一个主要特征,在进行数值仿真分析时往往需采用商业非线性有限元求解器,但是经常存在着计算效率低且迭代策略不易改变等问题,因此发展出一种适用于几何非线性分析的降阶模型（ROM）具有重要的意义。针对气动弹性研究中的几何非线性问题,本文开展了以下的研究工作:本文发展了一种适用于几何非线性的结构动力学降阶模型,利用广义坐标的非线性多项式表征非线性内力,通过增加额外的线性模态来改善模型精度,参与降阶计算的模态通过模态参与因子进行选取,采用强制力法对模型进行训练,并采用参数识别方法获取模型中非线性项多项式系数。将非线性ROM应用于静力学、动力学分析算例,根据典型关联分析（CCA）算法对计算结果的可信度进行评价,得到可信度大小均在95%以上,验证了本文所构建的非线性ROM的有效性。针对壁板颤振问题,本文建立了适应壁板结构特征的非线性ROM,给定来流条件基于三阶活塞理论对非定常气动力进行计算,并通过有限单元法将气动力作用于壁板上,将气动力带入所构建的非线ROM,计算可得到壁板非线性瞬态响应。求解得到壁板颤振速度为590 m/s,颤振频率为174 Hz,与有限元结果误差分别为0.8%、1.7%,各来流条件下极限环振荡（LCO）幅值误差均在5%以内,结果表明本文采用的降阶模型具有较高的预测精确。为提高气动弹性耦合仿真的计算效率,本文将非线性ROM接入Easy CFD求解器,通过构建MSPSlover模块实现CFD/ROM耦合过程中物理量求解及数据交换。CFD/ROM耦合过程中对于有限元部分利用ROM进行结构响应求解,并通过IPS插值将其作用于耦合交界面,气动网格受到位移加载后采用Delaunay Graph法进行更新,计算得到的气动力再通过插值向有限元部分传递,如此迭代实现高效的气动弹性耦合仿真,在耦合分析过程中通过紧耦合计算方式来提高计算精度。对AGARD 445.6标准算例进行颤振分析,0.499 Ma工况下计算得到的颤振动压为32500 Pa,与实验值误差在10%左右,各工况下的计算结果均表明了CFD/ROM求解模式的有效性;对切尖三角翼非线性颤振问题开展了时域响应分析,0.879 Ma工况下得到颤振动压为2.25 Psi,与非线性有限元相比的误差为3.8%,多个工况下LCO幅值和频率误差均在11%以内,结果表明CFD/ROM耦合求解模式具有良好的计算精度与参考价值,一定程度上可替代非线性有限元开展气动弹性分析。