Respuesta aeroelástica de proyectiles giratorios con gran relación de esbeltez a velocidad supersónica
Autores: Liu, Qi; Lei, Juanmian; Yu, Yong; Yin, Jintao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Respuesta aeroelástica de proyectiles giratorios con gran relación de esbeltez a velocidad supersónica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Deformación aeroelástica
Proyectiles giratorios
Gran relación de esbeltez
Velocidad supersónica
Método de simulación numérica
Condiciones de vuelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La deformación aeroelástica obvia ocurre en proyectiles giratorios con un gran ratio de esbeltez, lo que afecta seriamente la estabilidad de vuelo y la maniobrabilidad. Este artículo investiga la respuesta aeroelástica de proyectiles giratorios con un gran ratio de esbeltez a velocidades supersónicas. Basado en un método de malla dinámica, se desarrolla un método de simulación numérica no estacionaria para estudiar la aeroelasticidad de los proyectiles giratorios acoplando la aerodinámica y la dinámica estructural. El método de simulación numérica se valida bien con los resultados experimentales del aleteo del ala AGARD 445.6. Luego, se explora numéricamente la respuesta aeroelástica de proyectiles giratorios con un gran ratio de esbeltez bajo diferentes condiciones de vuelo. Se obtiene la respuesta aeroelástica, revelando la presencia de vibraciones de batido y variaciones en la frecuencia de respuesta. Además, se analiza el mecanismo de influencia de las condiciones de vuelo en la respuesta aeroelástica. Los resultados sugieren que el acoplamiento de los dos primeros modos del proyectil causado por el movimiento giratorio conduce a la aparición de vibraciones de batido en la respuesta aeroelástica; el grado de acoplamiento de los dos primeros modos disminuye a medida que aumenta el ángulo de ataque y aumenta con el incremento de la velocidad de giro; y la deformación promediada en el tiempo causada por la fuerza aerodinámica promediada en el tiempo es beneficiosa para la convergencia de la respuesta aeroelástica de los proyectiles giratorios, mientras que el efecto Magnus inducido por la rotación es contraproducente.
Descripción
La deformación aeroelástica obvia ocurre en proyectiles giratorios con un gran ratio de esbeltez, lo que afecta seriamente la estabilidad de vuelo y la maniobrabilidad. Este artículo investiga la respuesta aeroelástica de proyectiles giratorios con un gran ratio de esbeltez a velocidades supersónicas. Basado en un método de malla dinámica, se desarrolla un método de simulación numérica no estacionaria para estudiar la aeroelasticidad de los proyectiles giratorios acoplando la aerodinámica y la dinámica estructural. El método de simulación numérica se valida bien con los resultados experimentales del aleteo del ala AGARD 445.6. Luego, se explora numéricamente la respuesta aeroelástica de proyectiles giratorios con un gran ratio de esbeltez bajo diferentes condiciones de vuelo. Se obtiene la respuesta aeroelástica, revelando la presencia de vibraciones de batido y variaciones en la frecuencia de respuesta. Además, se analiza el mecanismo de influencia de las condiciones de vuelo en la respuesta aeroelástica. Los resultados sugieren que el acoplamiento de los dos primeros modos del proyectil causado por el movimiento giratorio conduce a la aparición de vibraciones de batido en la respuesta aeroelástica; el grado de acoplamiento de los dos primeros modos disminuye a medida que aumenta el ángulo de ataque y aumenta con el incremento de la velocidad de giro; y la deformación promediada en el tiempo causada por la fuerza aerodinámica promediada en el tiempo es beneficiosa para la convergencia de la respuesta aeroelástica de los proyectiles giratorios, mientras que el efecto Magnus inducido por la rotación es contraproducente.