تحلیل آیروالاستیک بال هواپیما حامل یک جرم خارجی
چکیده
در این پژوهش، تحلیل آیروالاستیک بال هواپیما و جرم خارجی متصل به آن مورد بررسی قرار خواهد گرفت. بال هواپیما بصورت یک تیر یک سر گیردار اولر-برنولی در نظر گرفته میشود و جرم خارجی مورد نظر که میتواند موشک یا موتور باشد، به صورت صلب به بال متصل میشود. در تحلیل آیروالاستیسیته، مدلهای آیرودینامیک متفاوتی در نظر گرفته میشود. در این تئوریها نیروهای برآ و گشتاور پیچشی مربوط به دو پدیده فیزیکی اثرات چرخشی و غیر چرخشی هستند. بنابراین برای شبیه سازی جریان سیال تراکم ناپذیر و ناپایا، مدل پیترز و یا مدل تئودرسون میتواند در نظر گرفته شود. معادلات حاکم آیروالاستیک بال و جرم خارجی به همراه شرایط مرزی مرتبط، با استفاده از اصل همیلتون استخراج خواهند شد. به منظور بررسی پاسخ ارتعاشی بال، روشهای متفاوتی از جمله روش دیفرانسیل تربیعی و روش مودهای فرضی بر معادلات دیفرانسیل اعمال میشوند. در حالت کلی میتوان مواردی از قبیل تحلیل ارتعاشی و فلاتر بال حامل جرم خارجی را برای مساله مورد نظر بررسی نمود.
مقدمه
از آنجایی که سازههای هوایی بسیار انعطاف پذیرند، در اثر نیروها و بارهای وارد شده در معرض تغییر شکل قرار میگیرند. این بارها در اثر نیروهای آیرودینامیک به وجود می آیند که خود به هندسه سازه و نحوه قرارگیری اجزای مختلف سازه نسبت به جریان هوای محیط بستگی دارند. به همین علت تغییر شکل سازه باعث تغییر بارهای آیرودینامیکی میشود که این تغییر نیز به نوبه خود باعث تغییر شکل بیشتر سازه میگردد و این فرآیند در صورت عدم کنترل آن ادامه یافته و باعث خرابی سازه خواهد شد. این اثر متقابل نیروهای آیرودینامیکی و الاستیک آیروالاستیسیته نام دارد. در حقیقت، آیروالاستیسیته دانش بررسی رفتار استاتیکی و دینامیکی یک سازه الاستیک در جریان هوا میباشد.
آیروالاستیسیته شاخهای از مکانیک کاربردی است که مربوط به تعامل بین تغییر شکل یک سازه الاستیک در جریان هوا و نیروهای آیرودینامیکی است. به عبارتی دیگر، آیروالاستیسیته مطالعه اثرات نیروهای آیرودینامیکی بر سازههای الاستیک میباشد. تئوری کلاسیک الاستیسیته مرتبط با تغییر شکلها و تنشهای یک جسم الاستیک تحت نیروهای خارجی معین است. معمولا نیروهای خارجی که به جسم وارد میشوند مستقل از تغییر شکل جسم هستند و معمولا فرض میشود که کوچک هستند و اصولا بر عملکرد نیروی خارجی اثرگذار نیست. در این موارد ما از تغییرات در ابعاد مختلف جسم صرف نظر میکنیم. حتی در مسائل خمش و کمانش تیرها، صفحات و پوستهها، نیروهای خارجی و شرایط مرزی تعیین شده هستند. اما در اکثر مسائل آیروالاستیسیته این موضوع متفات است. در آیروالاستیسیته نیروهای آیرودینامیک وابسته به رفتار جسم الاستیک نسبت به سیال میباشد. تغییر شکلهای الاستیک نقش اساسی در تعیین بارگذاری خارجی دارند. اندازه نیروی آیرودینامیک مشخص نیست تا زمانیکه تغییر شکل الاستیک تعیین شود. [۱, ۲].
فهرست مطالب
۱- مقدمه
۱-۱- آیروالاستیسیته
۱-۱-۱- پدیده آیروالاستیسیته استاتیکی
۲-۱-۱- پدیده آیروالاستیسیته دینامیکی
۲- پیشینه پژوهش
۳- فرمولاسیون معادلات اساسی
۱-۳- سیستم مختصات
۲-۳- انرژی پتانسیل بال
۳-۳- انرژی جنبشی بال
۴-۳- انرژی جنبشی جرم خارجی
۵-۳-تئوری های آیرودینامیک
۵-۱-۳- مدل سیال ناپایای پیترز
۵-۲-۳- مدل سیال ناپایای تئودورسن
۶-۳- کار مجازی نیروهای خارجی
۴- روش دیفرانسیل تربیعی (GDQ)
مراجع
هنوز بررسیای ثبت نشده است.