تحليل غيرخطي آيروالاستيك يك بال داراي نسبت منظري بالا همراه با مخزن در جريان تراكم ناپذير پايا

Aeroelastic nonlinear analysis of a high aspect ratio wing with store flow steady incompressible

امروزه توسعه هواپيماهاي بدون سرنشين با مشخصه هاي عملكردي خاص، از جمله پهپادهاي با قابليت پرواز در ارتفاع زياد و مداومت پروازي طولاني بسيار مورد توجه قرار گرفته است.در اين مقاله، تحليل آيروالاستيك غيرخطي يك بال داراي نسبت منظري بالا همراه با مخزن متصل به نوك بال مورد بررسي قرار گرفته است. در اين تحليل، مدل سازه با مدل آيروديناميك درحالت پايا كوپل و مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات حركت با استفاده از اصل هميلتون و معادلات لاگرانژ براي سه حالت "حركت خمشي خارج صفحه"،"حركت خمشي داخل صفحه" و "حركت پيچشي" بدست آمده است. در ابتدا به بررسي تحليل پايداري آيروالاستيك با استفاده از روش k پرداخته شده و سپس با در نظر گرفتن ترم هاي غيرخطي در معادلات با استفاده از روش رونگه كوتاي مرتبه چهارم به بررسي نتايج حاصل از شبيه سازي و همچنين بررسي پديده هايي نظير نوسانات سيكل حدي، چند شاخگي پرداخته شده است. ترم هاي غيرخطي از نوع سازه و مخزن بوده و جريان آيروديناميك در حالت خطي بررسي شده است. براي حل معادلات روش گلركين مورد استفاده قرار گرفته و معادلات در حوزه زمان استخراج شده اند. مقايسه نتايج به دست آمده، حاكي از دقت قابل قبول مدل سازي و تحليل انجام گرفته در اين پژوهش مي باشد.

Today, the development of unmanned aircrafts with specific performance characteristics, Including UAVs which capable to fly at high altitude and long endurance is very regarded. In this paper, we have analyzed a nonlinear aeroelastic wing with a high aspect ratio as well as a store (tank) which attached to the wing. Also, the aerodynamic model and structural model have been coupled in steady states. The equations of motion have obtained from Hamilton's principle and the Lagrange equations have acquired from three modes of “bending outside the plate", "bending inside the plate" and” torsion". First of all, we have examined the aeroelastic stability analysis “k” approach. Then, by considering the non-linear terms in equations by using fourth order Rung -Kutta approach, we have studied the results of the simulation and noticed to some phenomena like limit cycle oscillations and bifurcation. The Nonlinear terms are structure and store types and aerodynamics flow have been studied in the linear modes. For solving the equations we have used Galerkin method. Also, the equations have governed in the domain time. By Comparing the results, acceptable accuracy of our modeling and undertaken analysis has observed.