مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی پدیده پرش و ناپایداری بالواره غیرخطی به روش اتفاقی

نویسندگان
1 هیئت علمی / دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
2 دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
در این مطالعه به ارائه یک روش جدید برای بررسی ناپایداری سیستمهای آیروالاستیک غیرخطی پرداخته می شود. در این روش از قابلیت تحلیل ارتعاشات اتفاقی یک سیستم غیرخطی مبتنی بر خواص آماری پاسخ و بسط آن برای یک سیستم آیروالاستیک غیرخطی استفاده میشود تا بتوان ناپایداری این سیستم غیرخطی را بدون ورود به حوزه زمان و همچنین بدون تحلیل نوسانات چرخه حد بررسی نمود. برای این منظور از یک بالواره غیرخطی دو درجه آزادی با فنر درجه 3 تحت جریان شبه‌پایا استفاده می-شود. در ابتدا فرض می‌شود که علاوه بر نیروی برآ و ممان آیرودینامیکی یک نیروی اتفاقی به صورت نویز سفید و با تابع چگالی احتمال گوسین به بالواره غیرخطی وارد می‌گردد. با استفاده از روش خطی سازی آماری و آنالیز ارتعاشات اتفاقی سیستم‌های غیرخطی، معادله یک نگاشت غیرخطی یک بعدی برای واریانس پاسخ و سرعت جریان بدست می‌آید. از تحلیل این نگاشت غیرخطی یک معادله جبری غیرخطی شامل دو متغیر واریانس پاسخ و سرعت جریان ایجاد می‌گردد، و با حل این معادله برای سرعت‌های مختلف جریان، سرعت ناپایداری سیستم غیرخطی در نقطه واریانس بیشینه محاسبه می‌شود. در نهایت با تحلیل این معادله غیرخطی پدیده پرش در نمودار سرعت-واریانس توسط نقطه دوشاخگی مماسی بررسی می‌گردد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Jump Phenomenon and Flutter Analysis of Nonlinear Airfoil with Stochastic Approach

نویسندگان English

Saeid Irani 1
Saeid Sazesh 2
Mahdi Shayanmehr 2
1 Faculty/ K.N. Toosi University of technology
2 Khaje Nasir Toosi University of Technology
چکیده English

In this study a new approach for investigating the flutter speed of nonlinear aeroelastic systems is proposed. In this approach, the compatibility of nonlinear random vibration analysis based on the statistical properties of response is used and extended to the nonlinear aeroelastic systems to analyze the instability of these systems with using neither time domain analysis nor limit cycle oscillations. To this aim a 2-degree nonlinear airfoil with cubic torsional spring under quasi steady flow is considered as an aeroelastic system. At first, one random Gaussian white noise is added to the aerodynamic lift force then the statistical linearization and the random vibration analysis of the nonlinear systems are used to obtain a nonlinear map of response-variance with flow velocity as the control parameter. This nonlinear map leads to a nonlinear algebraic equation which consists of two parameters as the flow velocity and variance of the response. By solving this nonlinear equation for various flow velocities, the flutter speed is considered as the maximum of response-variance. Finally the jump phenomenon is also investigated where tangent bifurcation occurs.

کلیدواژه‌ها English

Flutter
Nonlinear airfoil
Jump phenomenon
Tangent bifurcation
Stochastic Method