مدلسازی و تحلیل فلاتر یک بال جعبه ای سه بعدی با استفاده از مدل آیرودینامیک ناپایای واگنر

در این مقاله با استفاده از یک روش نیمه تحلیلی، رفتار آیروالاستیک یک نمونه بال جعبه ای سه بعدی مدلسازی و تحلیل شده است. ساختار بال جعبه ای شامل دو بال جلو و عقب بوده که توسط یک بالچه در انتها به یکدیگر متصل شده اند. هر یک از بال های جلو و عقب بصورت یک تیر با تغییر شکل خمشی و پیچشی در نظر گرفته شده است. به منظور مدلسازی اثر بالچه از دو فنر طولی و پیچشی استفاده شده است. استخراج معادلات حرکت با استفاده از اصل هامیلتون انجام شده و جهت مدلسازی نیروهای آیرودینامیکی از مدل ناپایای واگنر استفاده شده است. همچنین جهت تبدیل معادلات حاکم که از نوع معادلات دیفرانسیل پاره ای-انتگرالی بوده، به معادلات دیفرانسیل معمولی، از روش مودهای فرضی استفاده شده است. اعتبارسنجی با استفاده از نرم افزار NASTRAN انجام شده است. نتایج حاصل از این مقایسه نشان دهنده دقت مناسب مدلسازی می باشد. اثرات تغییر پارامترهای طراحی نظیر زاویه عقبگرد، میزان صلبیت بالچه و نیز طول وتر بالها بر فلاتر بال جعبه ای مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که افزایش همزمان زاویه عقبگرد در بال جلو و عقب باعث افزایش پایداری سیستم می شود. همچنین افزایش سفتی پیچشی بالچه موجب افزایش سرعت فلاتر می شود در حالی که افزایش سفتی طولی بالچه باعث کاهش سرعت فلاتر می-گردد. علاوه بر این با افزایش نسبت وتر بال جلو به بال عقب، سرعت فلاتر افزایش یافته است.