تحلیل فلاتر بال تطبیقی با تنظیم موقعیت تیرک

Abstract

در این مقاله فلاتر یک بال تطبیقی با تنظیم موقعیت تیرک مورد بررسی قرار گرفته است. بر خلاف مدل­های دوبعدی که معمولا در پژوهش‌­های پیشین برای شبیه سازی این نوع بال به‌کار گرفته شده اند، در این تحقیق بال با تغییر مکان تیرک ها با زاویه عقبگرد و بارگذاری آیرودینامیک ناپایا مدلسازی شده است. دو تیرک اصلی که در راستای طولی بال یکنواخت هستند و می‏توانند در راستای وتر ایرفویل حرکت نمایند در نظر گرفته‌ شده است. معادلات حرکت، با در نظر گرفتن مودهای خمش و پیچش، با استفاده از اصل هامیلتون، به‌دست‌ آمده‏اند. جهت استفاده از این اصل، انرژی­های جنبشی، پتانسیل و کار مجازی نیروها برای تیرک­ها و بال به طور جداگانه بدست آمده است و سپس مجموع آنها در اصل هامیلتون جایگذاری شده است. به منظور شبیه سازی نیروهای آیروالاستیک بر روی بال، از مدل ناپایای پیترز استفاده شده است و داده‏های عددی با استفاده از روش حل تقریبی گالرکین آنالیز و نسبت به مطالعات قبلی اعتبارسنجی شده است که نتایج همخوانی قابل‌‏قبولی دارد. جهت بررسی و ارائه­ی نتایج، چهار حالت مختلف حرکت برای دو تیرک در نظر گرفته شده است که با توجه به سرعت هر تیرک که در حالت­های مختلف متفاوت می­‌باشد، موقعیت ابتدایی و نهایی تیرک­ها مشخص می­گردد. مقایسه بال تطبیقی با بال ساده در شرایط یکسان نشان می دهد که در بال­های تطبیقی سرعت و فرکانس فلاتر افزایش می­یابد. سپس اثر پارامترهای طراحی مختلف بر رفتار آیروالاستیک بال تطبیقی هواپیما مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌­دهد که این پارامترها می‏توانند تأثیر قابل‏ توجهی بر روی محدوده پایداری این‌ بال‏ها بگذارند. نتایج نشان می­دهند که با افزایش ضخامت پوسته­‌ی بال و ضخامت تیرک­ها، سرعت فلاتر کاهش می­‌یابد.