Análisis de Flutter Experimental y Numérico Usando la Teoría del Pistón Local con Corrección Viscosa
Autores: Liu, Chenyu; Xie, Changchuan; Meng, Yang; Bai, Liuyue
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis de Flutter Experimental y Numérico Usando la Teoría del Pistón Local con Corrección Viscosa
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Maniobra
Requisitos de sobrecarga
Aletas supersónicas
ángulos de ataque
Efectos viscosos
Análisis de flutter
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Debido a los requisitos de maniobra y sobrecarga de las aeronaves, es inevitable que las aletas supersónicas experimenten altos ángulos de ataque (AOAs) y efectos viscosos a grandes altitudes. Se introduce y modifica la teoría del pistón local con corrección viscosa (VLPT) para tener en cuenta el efecto tridimensional. Con la contribución de la expresión de fuerza aerodinámica explícita y la interpolación de spline de superficie mejorada, se deriva una ecuación de estado acoplada del sistema aeroelástico, y se establece un esquema de análisis de flutter de complejidad computacional relativamente baja y alta precisión con un algoritmo de seguimiento de modos. Una prueba en túnel de viento realizada en una aleta supersónica confirma la validez de nuestro enfoque. Notablemente, la VLPT predice un límite de flutter más preciso que la teoría del pistón local (LPT), particularmente en lo que respecta a la tendencia decreciente en la velocidad de flutter a medida que aumenta el AOA. Esto se atribuye a la capacidad de la VLPT para proporcionar un campo de flujo estacionario más rico y detallado. Específicamente, a medida que aumenta el AOA, el flujo en dirección de la envergadura evoluciona hacia un vórtice en dirección de la envergadura cada vez más pronunciado, generando un descenso adicional y energizando la capa límite, lo cual no es capturado por la LPT. Esto indica que la precisión de la LPT/VLPT depende significativamente de la exactitud de los resultados del flujo estacionario.
Descripción
Debido a los requisitos de maniobra y sobrecarga de las aeronaves, es inevitable que las aletas supersónicas experimenten altos ángulos de ataque (AOAs) y efectos viscosos a grandes altitudes. Se introduce y modifica la teoría del pistón local con corrección viscosa (VLPT) para tener en cuenta el efecto tridimensional. Con la contribución de la expresión de fuerza aerodinámica explícita y la interpolación de spline de superficie mejorada, se deriva una ecuación de estado acoplada del sistema aeroelástico, y se establece un esquema de análisis de flutter de complejidad computacional relativamente baja y alta precisión con un algoritmo de seguimiento de modos. Una prueba en túnel de viento realizada en una aleta supersónica confirma la validez de nuestro enfoque. Notablemente, la VLPT predice un límite de flutter más preciso que la teoría del pistón local (LPT), particularmente en lo que respecta a la tendencia decreciente en la velocidad de flutter a medida que aumenta el AOA. Esto se atribuye a la capacidad de la VLPT para proporcionar un campo de flujo estacionario más rico y detallado. Específicamente, a medida que aumenta el AOA, el flujo en dirección de la envergadura evoluciona hacia un vórtice en dirección de la envergadura cada vez más pronunciado, generando un descenso adicional y energizando la capa límite, lo cual no es capturado por la LPT. Esto indica que la precisión de la LPT/VLPT depende significativamente de la exactitud de los resultados del flujo estacionario.