بررسی رفتار آیروالاستیک غیرخطی بالواره با وجود جدایش جریان بر اساس مدل واماندگی استاتیکی درجه سه

در این مقاله با معرفی یک الگوی جدید آیرودینامیک برای شبیه سازی جدایش جریان و واماندگی استاتیکی، شکل جدیدی از معادلات آیروالاستیک غیرخطی بالواره های دو درجه آزادی (خمشی عمودی و پیچشی) استخراج می شود. روابط سازه براساس مدل جرم-فنر و حاوی ترم های غیرخطی درجه دو و سه است. روابط آیرودینامیک از تلفیق الگوی آیرودینامیک ناپایای وگنر و الگوی غیرخطی ضریب برآ-زاویهحمله برای شبیه سازی واماندگی جریان با تقریب معادله درجه سه، به دست می آید. برای استخراج معادلات آیروالاستیک از اصل همیلتون و معادلات لاگرانژ استفاده می شود. همچنین با بکارگیری شیوه حل تاریخچه زمانی انتگرال، معادلات آیروالاستیک غیرخطی انتگرالی-دیفرانسلی حاصله، حل و رفتار آیروالاستیک مقطع مذکور در هر دو رژیم جریان ناپایا و شبه پایا با یکدیگر مقایسه می شود. استفاده از روش تاریخچه زمانی در حل معادلات باعث کاهش حجم معادلات در مقایسه با روش فضای حالت می گردد. نتایج نشان می دهد که رفتار آیروالاستیک بالواره با وجود سازه خطی، با استفاده از الگوی آیرودینامیکی غیرخطی معرفی شده برای واماندگی درمقایسه با الگوهای خطی آیرودینامیک، در جریان های شبه پایا و ناپایا باعث ایجاد نوسانات با سیکل حدی می شود. همچنین استفاده از الگوی منحنی درجه سه بجای منحنی تکه ای خطی مورد استفاده در مراجع هرچند باعث پیچیده تر شدن شکل ظاهری معادلات می شود لیکن در زمان حل توسط نرم افزار، همگرایی حل سریعتری خواهد داشت و باعث حذف خطاهای موجود در مدلهای مذکور می شود. بررسی ها نشان می دهد که استفاده از آیرودینامیک غیرخطی استاتیک استال علاوه بر کاهش سرعت ناپایداری، دامنه نوسانات سیکل محدود را نیز در هر دو رژیم جریان شبه پایا و ناپایا کاهش می دهد.