在直升机动力学领域中,旋翼/机身耦合以及新型前行桨叶概念(ABC)旋翼的气动弹性,是目前正在研究的难点和热点问题。本文在对弹性旋翼流场计算方法和非线性旋翼动力学分析方法进行研究的基础上,建立了旋翼 CFD/CSD耦合分析模型,并对上述问题进行了较为系统深入的研究。　　以非定常 Euler/Navier-Stokes方程为控制方程,通过动态重叠网格技术和动网格方法,建立了适用于弹性旋翼流场数值模拟的CFD方法,并对空间离散、时间离散、湍流模型和边界条件等问题进行了研究。采用该方法对Caradonna旋翼和Robin旋翼/机身模型等典型算例进行了仿真分析,计算结果与已有的分析或实验结果吻合良好。　　基于中等变形梁理论、准定常气动力理论和哈密顿变分原理,推导并建立了旋翼的非线性气弹动力学方程以及全机配平方程。在此基础上,采用CFD方法计算旋翼流场,对准定常气动力进行修正,实现了直升机 CFD/CSD耦合分析方法,并开发了相应的计算程序。以 SA349/2直升机为例,对不同前飞速度下的旋翼流场及结构响应进行了仿真分析,计算结果与飞行试验值吻合良好。　　减小振动一直是直升机研制过程中的重点与难点,旋翼/机身耦合系统响应分析,是进行直升机减振处理的基础。本文发展了考虑机身刚体和弹性运动的直升机旋翼/机身耦合气动弹性响应分析方法,在MSC/Nastran中建立机身的精细化三维有限元模型,考虑机身与旋翼之间的气动及惯性耦合,建立了考虑配平的旋翼/机身耦合系统运动方程,通过分割-迭代方法求解各个瞬时的机身振动响应。然后将本文所发展的CFD/CSD耦合分析方法引入到旋翼/机身耦合系统方程中,提出了一种直升机旋翼/机身耦合系统振动响应分析方法。以某两片桨叶跷跷板式直升机和3片桨叶铰接式直升机为例,对机身典型位置处的振动响应进行了仿真分析,计算结果与已有的实验值基本一致,验证了本文方法的准确性。　　前行桨叶概念(ABC)直升机是一种新型高速直升机,为准确分析其动力学特性,首先对其配平问题进行了研究,提出了一种基于优化的配平分析方法,然后结合本文所发展的CFD/CSD耦合分析方法,建立了包含配平的ABC旋翼CFD/CSD耦合气动弹性响应分析方法。以西科斯基公司XH-59A直升机为例,建立其精细的旋翼结构和流场分析模型。对旋翼性能进行了仿真分析,计算结果与飞行试验值吻合良好。进而对其动力学问题进行了深入的研究,分析了旋翼间隔、前飞速度、旋翼交叉角、提前操纵角、差动周期变距操纵等参数对直升机旋翼性能、振动载荷、旋翼桨尖间距和桨叶载荷等若干动力学特性的影响。