تحلیل ایروالاستیک بال سه بعدی در جریان گذرصوت با استفاده از مدلسازی رتبه کاسته
چکیده
هدف از این رساله، بررسی رفتار ایروالاستیک بال سه بعدی در جریان گذرصوت با استفاده از روشی کارامد با دقت و هزینه محاسباتی مناسب است. برای این منظور روشی جدید بر مبنای مدل سازی رتبه کاسته برای محاسبات ایروالاستیسیته بال توسعه داده می شود. مدل سازی رتبه کاسته ایرودینامیکی بر اساس رویکرد مود ویژه و با استفاده از تحلیل اجزای مرزی جریان پتانسیل تراکم پذیر صورت می گیرد. در این روش میدان سرعت اغتشاشی ناپایا توسط یک معادله انتگرال مرزی برای بدست آوردن پتانسیل مجهول حل می شود. با فرمول بندی مسأله در شکل مقدار ویژه مدل رتبه کاسته ایرودینامیک بدست می آید. با کوپل کردن مدل ایرودینامیک به یک مدل دینامیک سازه مثل مدل تیر، مرزهای ناپایداری فلاتر با تحلیل مقدار ویژه کلاسیک روی معادلات کوپل سازه/سیال قابل محاسبه هستند. همچنین می توان با استفاده از حل حوزه زمان دستگاه معادلات ایروالاستیک پاسخ زمانی سازه بال به تحریکهای گوناگون را تعیین نمود. نتایج حاصل از بکارگیری مدل های رتبه کاسته ایرودینامیکی و ایروالاستیک در حالت های مختلف آزمایشی تطابق خوبی با نتایج معتبر عددی و تجربی نشان می دهند. به علاوه دستیابی به یک مدل ایروالاستیک مبتنی بر مدل رتبه کاسته ایرودینامیکی مود ویژه، با توجه به زمانبر بودن رویکردهای غیرخطی پیمایش زمانی که معمولاً برای تحلیل های ایروالاستیسیته در جریان گذرصوت استفاده می شوند بسیار مطلوب خواهد بود. چنین مدلی امکان شناسایی مرزهای پایداری را از طریق تحلیل مسأله ویژه کلاسیک بدون نیاز به روش های تکرارمبنا مانند p-k و v-g فراهم می سازد.