بررسی و کنترل فلاتر پانل در جریان مافوق صوت با ترکیب آلیاژهای حافظه دار و تحریک کننده های پیزوالکتریک

تمامی اجزای هواپیماها، موشک ها و به طور کلی تمامی وسایل پرنده با سرعت بالا که در جریان هوا حرکت می کنند، ممکن است دچار مشکلات ساختاری شدیدی مانند فلاتر شوند. تغییر شکل های بزرگ ایجاد شده به دلیل وجود غیرخطی های سازه ای در ترکیب با نیروهای آیرودینامیکی منجر به پدیده های آیروالاستیک پیچیده ای می گردند. استفاده از مواد هوشمندی از قبیل آلیاژهای حافظه دار و پیزوالکتریک ها در کنترل فعال و یا غیر فعال خصوصیات آیروالاستیک سیستم بسیار مفید می باشد. هدف از این پژوهش، بررسی و کنترل رفتار آیروالاستیک مدل بال مستطیلی به کمک سیم های آلیاژهای حافظه دار و تحریک کننده های پیزوالکتریک تحت جریان مافوق صوت می باشد. مدل بال مورد بررسی یک ورق یک سر گیردار می باشد. در این بررسی، برای بدست آوردن معادلات ورق از تئوری کلاسیک و تغییرشکل برشی مرتبه اول، و برای بررسی تاثیر غیرخطی های سازه ای از روابط کرنش-جابجایی ون-کارمن استفاده شده است. به دلیل نسبت زیاد طول به دیگر ابعاد سیم های آلیاژ حافظه دار، این سیم ها به صورت تیر مدل گردیده اند. معادلات حرکت تیر از تئوری اویلر-برنولی و تیموشنکو استخراج شده اند. مدل سازی جریان آیرودینامیکی بر طبق تئوری شبه پایای مرتبه اول پیستون صورت پذیرفته است. در ادامه، از آلیاژهای حافظه دار به عنوان کنترلرهای غیرفعال و از عملگرهای پیزوالکتریک به عنوان کنترلرهای فعال به صورت همزمان استفاده شده است. کنترل فعال سیستم آیروالاستیک بر اساس روش کنترلی معادله ی ریکاتی وابسته به متغیر حالت می باشد. همچنین، تاثیرات تعداد، دما، پیش کرنش و چیدمان سیم های آلیاژ حافظه دار، نسبت منظری بال و روش کنترلی ذکرشده بر روی سرعت فلاتر و دامنه ی نوسانات سیکل حدی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن بود که سیم های آلیاژ حافظه دار تاثیر بسیار خوبی در افزایش محدوده ی پایداری و کاهش دامنه ی سیکل حدی داشته است.