Investigación de los Efectos de Juego Libre en la Superficie de Control sobre el Comportamiento Aeroelástico del Perfil Aerodinámico en el Régimen Sub-Sónico
Autores: Jafari, Soheil; Feizarefi, Morteza; Majidi Pishkenari, Mohsen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Investigación de los Efectos de Juego Libre en la Superficie de Control sobre el Comportamiento Aeroelástico del Perfil Aerodinámico en el Régimen Sub-Sónico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Limitaciones
Suposiciones de linealidad
Problemas aeroelásticos
Inestabilidad
No linealidades
Velocidad de flutter
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
Una de las principales limitaciones de las suposiciones de linealidad en los problemas aeroelásticos de los perfiles alares es la incapacidad de predecir el comportamiento del sistema después de iniciar la inestabilidad. En realidad, las no linealidades pueden evitar que las amplitudes tiendan a infinito. Este artículo presenta un enfoque metodológico para predecir el comportamiento aeroelástico de los perfiles alares para investigar los efectos del juego libre en las superficies de control sobre las respuestas del estado y la velocidad de flutter. Para este propósito, el modelo estructural del perfil alar se desarrolla primero utilizando el método de Lagrange. Luego, se genera el modelo aerodinámico utilizando el enfoque de Theodorsen para el cálculo de la sustentación y el momento, y la aproximación de Jones con el método P para la modelización aerodinámica inestable. Después de eso, se desarrolla el modelo aeroelástico mediante la combinación de los modelos estructurales y aerodinámicos, y se utiliza un método de integración numérica para extraer las respuestas en el espacio de estados. El análisis de flutter se ha completado utilizando el método P para el sistema sin juego libre y mediante el enfoque de respuesta en el tiempo para el sistema con juego libre. Los resultados obtenidos de las simulaciones confirman la efectividad del método propuesto para predecir el comportamiento aeroelástico y la condición de estabilidad de un perfil alar bidimensional, así como para estimar la velocidad de flutter con una precisión razonable y un bajo esfuerzo computacional. Además, se ha realizado un análisis de sensibilidad del grado de juego libre sobre los resultados de respuesta en el tiempo y se discuten los resultados en detalle. También se mostró que el juego libre en la superficie de control disminuye la velocidad de flutter. Los resultados del artículo también se validan con datos disponibles públicamente.
Descripción
Una de las principales limitaciones de las suposiciones de linealidad en los problemas aeroelásticos de los perfiles alares es la incapacidad de predecir el comportamiento del sistema después de iniciar la inestabilidad. En realidad, las no linealidades pueden evitar que las amplitudes tiendan a infinito. Este artículo presenta un enfoque metodológico para predecir el comportamiento aeroelástico de los perfiles alares para investigar los efectos del juego libre en las superficies de control sobre las respuestas del estado y la velocidad de flutter. Para este propósito, el modelo estructural del perfil alar se desarrolla primero utilizando el método de Lagrange. Luego, se genera el modelo aerodinámico utilizando el enfoque de Theodorsen para el cálculo de la sustentación y el momento, y la aproximación de Jones con el método P para la modelización aerodinámica inestable. Después de eso, se desarrolla el modelo aeroelástico mediante la combinación de los modelos estructurales y aerodinámicos, y se utiliza un método de integración numérica para extraer las respuestas en el espacio de estados. El análisis de flutter se ha completado utilizando el método P para el sistema sin juego libre y mediante el enfoque de respuesta en el tiempo para el sistema con juego libre. Los resultados obtenidos de las simulaciones confirman la efectividad del método propuesto para predecir el comportamiento aeroelástico y la condición de estabilidad de un perfil alar bidimensional, así como para estimar la velocidad de flutter con una precisión razonable y un bajo esfuerzo computacional. Además, se ha realizado un análisis de sensibilidad del grado de juego libre sobre los resultados de respuesta en el tiempo y se discuten los resultados en detalle. También se mostró que el juego libre en la superficie de control disminuye la velocidad de flutter. Los resultados del artículo también se validan con datos disponibles públicamente.