مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل ایرودینامیک ناپایا با استفاده از روش اجزای مرزی و مدلسازی فضای حالت زمان پیوسته

نویسندگان
1 دانشگاه تربیت مدرس
2 عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس
3 عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی شریف
چکیده
در این مقاله نوعی مدل ایرودینامیکی فضای حالت زمان پیوسته بر اساس روش اجزای مرزی مستقیم توسعه داده شده است. برای این منظور ابتدا معادلات انتگرال مرزی حاکم بر جریان پتانسیل زیرصوت ناپایا حول ترکیب های برآزا با تأکید بر فرمول بندی اصلاح شده برای بالهای نازک ارائه می شود. سپس براساس دستگاه معادلات اجزای مرزی جریان ایرودینامیکی ناپایا حول بال با هندسه دلخواه و با استفاده از فرضیات کمکی، مدل فضای حالت ایجاد می شود. برای ارزیابی دقت و کارایی روش ارائه شده، نتایج بدست آمده از مدلسازی ضرایب ایرودینامیک ناپایا برای انواع ایرفویل و بال برای حرکت های ناپایای مختلف با نتایج اعتبارسنجی شده حاصل از روش اجزای مرزی مستقیم مقایسه و تطابق خوبی مشاهده شد. با توجه به این که مدل ایرودینامیکی توسعه یافته در حوزه زمان پیوسته ارائه شده، این مدل به ویژه برای کاربردهای بهینه سازی و تحلیل غیرخطی مفید است. به علاوه توصیف فضای حالت، امکان بهره گیری کارامد از این مدل را در مسائل مرتبط با کنترل نیز فراهم می سازد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Unsteady Aerodynamics Using Boundary Element Method and Continuous-Time State-Space Modeling

نویسندگان English

m m 1
b gh 2
1 T.M.U
2 t.m.u
چکیده English

In this paper a continuous-time state-space aerodynamic model has been developed based on the boundary element method. First, boundary integral equations for unsteady potential subsonic flow around lifting bodies are presented with emphasis on a modified formulation for thin wings. Next, the BEM discretized problem of unsteady flow around an arbitrary wing is recast in the form of a state-space model using some auxiliary assumptions. To validate the proposed model, its predictions for unsteady aerodynamic coefficients due to various unsteady flows about different wing geometries were compared to the verified results of the direct boundary element solution and good agreement was observed. Because of the resulting aerodynamic model has been constructed in the continuous-time domain, it is particularly useful for optimization and nonlinear analysis purposes. Moreover, its state-space representation is the appropriate form for an aerodynamic model in control applications.

کلیدواژه‌ها English

Continuous-Time State-Space Model
State-Space Aerodynamic Modeling
Boundary element method
Unsteady aerodynamics