کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7175765 1466567 2018 28 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Semi-analytical unsteady aerodynamic model of a flexible thin airfoil
ترجمه فارسی عنوان
مدل آیرودینامیکی ناپایدار نیمه تحلیلی از ورق نازک انعطاف پذیر
ترجمه چکیده
این مقاله یک رویکرد نیمه تحلیلی دقیق هندسی به منظور مدل سازی آیرودینامیک ناپایدار یک لایه نازک انعطاف پذیر در جریان بالقوه غیررسمی ارائه می دهد. میدان سرعت با یک پتانسیل پیچیده توصیف شده است که توسط نقشه برداری مرز هواپیما به یک دایره توسعه داده شده است. این روش، که به خوبی برای اختلالات کوچک تاسیس شده است، در اینجا به منظور ارزیابی بار آیرودینامیکی در مورد ایرفویل، برای تجویز حرکت و تغییر شکل خودسرانه بدن، تعمیم داده می شود. این مدل همچنین شامل اثرات پی در پی آزاد، مدل شده توسط تعداد زیادی از گرداب های گسسته است. یک راه حل عمومی نیمه تحلیلی برای توزیع فشار آیرودینامیکی به دست آمده است، به ویژه در مورد انحنای علامت ثابت در امتداد شعاع هواپیما، و با نتایج خطی شده مرجع تأیید شده است. سپس اعتبار مدل برای انحنای بزرگ با مقایسه مقادیر سرعت در اطراف هوافولای به طور فزاینده تغییر شکل با راه حل های عددی از روش های پانل مناسب مورد بحث قرار می گیرد. در نهایت، نتایج حاصل از یک هواپیما انعطاف پذیری تسمه ای که در معرض تغییر شکل پذیری در یک جریان محوری ثابت قرار دارد، به منظور مشخص کردن مکانیزم های غیرمتمرکز مختلفی که بر توزیع فشار آیرودینامیکی تاثیر می گذارند و مسئول تغییرات آن در زمان است، ارائه شده است. این بینش متمایز از ماهیت نیمه تحلیلی فرمول فعلی است و نمی تواند به راحتی از طرز استفاده عددی از مشکل به دست آید. این مقاله با تکیه بر تحولات آینده کار فعلی به سوی هدف نهایی مطالعه مشکلات متقابل ساختار مایع همراه در حضور تغییرات بسیار بزرگ پایان می یابد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
چکیده انگلیسی
This paper presents a geometrically exact semi-analytical approach to model the unsteady aerodynamics of a flexible thin airfoil in incompressible potential flow. The velocity field is described by a complex potential, which is developed by mapping the airfoil boundary onto a circle. This methodology, well established for small disturbances, is here generalized to evaluate the aerodynamic load on an airfoil subject to prescribed arbitrary rigid-body motion and deformation. The model also includes the effects of free wake, modeled by a large number of discrete vortices. A general semi-analytical solution for the aerodynamic pressure distribution is obtained, specialized to the case of curvature of constant sign along the airfoil chord, and validated with reference linearized results. Next, the model validity for large curvatures is discussed by comparing velocity fields around increasingly deformed airfoils with numerical solutions from suitable panel methods. Finally, results for a cantilevered flexible airfoil subject to prescribed deformation in a steady axial flow are presented to point out different unsteady mechanisms influencing the aerodynamic pressure distribution and responsible for its changes in time. This insight is peculiar of the semi-analytical nature of the present formulation and cannot be easily obtained through numerical handling of the problem. The paper ends by outlining future developments of the present work toward the ultimate goal of studying coupled fluid-structure interaction problems in presence of very large deformations.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Fluids and Structures - Volume 80, July 2018, Pages 288-315
نویسندگان
, , ,