Estabilización Numérica para el Procedimiento de Análisis de Flutter
Autores: Yuan, Weixing; Zhang, Xiaoyang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estabilización Numérica para el Procedimiento de Análisis de Flutter
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Cambio de modo severo
Método PK
Análisis de flutter
NASTRAN
Valores propios
Vectores propios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
El cambio severo de modos se observa a menudo cuando se utiliza el método PK en el análisis de flutter de configuraciones complejas de aeronaves, en particular cuando se consideran casi 100 modos vibracionales. En el software comercial comúnmente utilizado NASTRAN, las raíces propias resultantes se ordenan en un orden ascendente de frecuencia. Por lo tanto, la aparición de instancias masivas de cambio de modo no se puede evitar en los análisis de flutter del método PK, especialmente para aplicaciones de ingeniería con configuraciones complejas del mundo real. En este estudio, como procedimiento de post-procesamiento, se desarrolló una capacidad de ordenación extensa para compensar la falta de un procedimiento de seguimiento de modos en NASTRAN entre los pasos de velocidad del aire. La capacidad se desarrolló en base a los valores propios complejos y sus correspondientes vectores propios. Además, se introdujeron técnicas numéricas comúnmente utilizadas en dinámica de fluidos computacional (CFD) para mejorar la convergencia del método PK tradicional. Se aplicó un enfoque híbrido a la suposición inicial de la frecuencia reducida, seguido de un esquema de corrección diferida para el proceso de iteración del PK. Además, se abordó específicamente la coincidencia de modos al bloquear las raíces propias en la aerodinámica dentro de las iteraciones del PK. Además de las iteraciones del PK, se implementó una iteración de amortiguamiento o método modificado al extender el solucionador del método PK. La combinación de estas técnicas especiales mejoró efectivamente la estabilidad numérica de las iteraciones en el proceso de solución de valores propios de estabilidad y redujo significativamente la aparición del engañoso cambio de modo, minimizando los riesgos en el vuelo de la aeronave.
Descripción
El cambio severo de modos se observa a menudo cuando se utiliza el método PK en el análisis de flutter de configuraciones complejas de aeronaves, en particular cuando se consideran casi 100 modos vibracionales. En el software comercial comúnmente utilizado NASTRAN, las raíces propias resultantes se ordenan en un orden ascendente de frecuencia. Por lo tanto, la aparición de instancias masivas de cambio de modo no se puede evitar en los análisis de flutter del método PK, especialmente para aplicaciones de ingeniería con configuraciones complejas del mundo real. En este estudio, como procedimiento de post-procesamiento, se desarrolló una capacidad de ordenación extensa para compensar la falta de un procedimiento de seguimiento de modos en NASTRAN entre los pasos de velocidad del aire. La capacidad se desarrolló en base a los valores propios complejos y sus correspondientes vectores propios. Además, se introdujeron técnicas numéricas comúnmente utilizadas en dinámica de fluidos computacional (CFD) para mejorar la convergencia del método PK tradicional. Se aplicó un enfoque híbrido a la suposición inicial de la frecuencia reducida, seguido de un esquema de corrección diferida para el proceso de iteración del PK. Además, se abordó específicamente la coincidencia de modos al bloquear las raíces propias en la aerodinámica dentro de las iteraciones del PK. Además de las iteraciones del PK, se implementó una iteración de amortiguamiento o método modificado al extender el solucionador del método PK. La combinación de estas técnicas especiales mejoró efectivamente la estabilidad numérica de las iteraciones en el proceso de solución de valores propios de estabilidad y redujo significativamente la aparición del engañoso cambio de modo, minimizando los riesgos en el vuelo de la aeronave.