مقايسه روش هاي حل عددي در برخورد قائم و مورب پرنده

Comparison of numerical methods in perpendicular and inclined bird strike events

تصادم بين پرنده و هواپيما كه به عنوان «برخورد پرنده» شناخته مي شود، پديده اي معمول و در عين حال خطرناك است. در اين پژوهش براي تحليل برخورد پرنده از سه روش لاگرانژ، هيدروديناميك ذره اي هموارشده (SPH) و اويلر-لاگرانژ اختياري (ALE) استفاده شده و نتايج حاصل از آن ها با هم و با نتايج تجربي مقايسه شده است. براي مقايسه نتايج، نحوه تغيير شكل مدل پرنده و نمايه فشار در مركز برخورد با هم مقايسه شده اند. نتايج نشان داد كه هر سه روش لاگرانژ، هيدروديناميك ذره اي هموارشده و اويلر-لاگرانژ اختياري به خوبي مي توانند نمودار فشار آزمون هاي عملي را چه در برخورد عمود و چه در برخورد مورب پيش بيني كنند. همچنين هر سه روش تغيير شكل مشابهي از پرنده را چه در برخورد عمودي و چه در برخورد مورب پيش بيني مي كنند. كوتاهي زمان حل، نداشتن پارامترهاي زياد و دشوار و نيز مواجه نشدن با خطاهاي عددي شايستگي بهتر روش SPH را در مدل سازي برخورد پرنده نسبت به دو روش ديگر نشان مي دهد.

Abstract- Collisions between a bird and an aircraft, known as “bird strike event” is a common and dangerous phenomenon in aviation industry. In this study, three numerical methods namely Lagrange, Smoothed Particles Hydrodynamics (SPH) and Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) have been implemented in order to investigate bird strike incident. The results have been compared with each other and also with exeperimental data. In order to compare the results obtained from three methods, pressures at the center of impact and also deformation of bird models have been compared. Results indicate that all the three methods are able to predict the pressure at the center of impact almost accurately in both perpendicular and inclined impacts. In addition to that all the methods are able to predict same deformation of bird at particular time intervals. Shorter solution time, not having much parameters to deal with and low probability of numerical errors make the SPH method as a good candidate to analyze bird strike problems.