본 연구에서는 MSC/NASTRAN을 이용하여 플러터, 돌풍응답 등의 공탄성 현상에 대한 해석 및 제어에 필요한 일반화된 비정상 공기력 행렬들을 계산하고, 이를 외부 프로그램에서 활용하기 위해 MSC/NASTRAN의 DMAP ALTER를 이용하여 외부 파일로 추출하는 방법을 제시하였다. 또한, 공탄성 해석 및 제어를 위한 지배방정식 구성을 위해 추출된 일반화된 비정상 공기력 행렬들을 최소상태 근사법을 사용하여 근사화하는 방법을 제시하였으며, 이를 단순화된 항공기 날개 구조물 모델에 적용하여 검증하였다.
A few fluid structure interaction analyses have been developed for turbomachinery blades in comparison with aircraft wings. Also, the existing aeroelastic analyses for turbomachinery blades have been mostly limited to cases with a steady freestream. In reality, however, the inflowing freestream is often pulsating. Therefore, this paper presents stability and forced response analyses of an isolated three-dimensional blade under pulsating freestream conditions. A new three-dimensional unsteady vortex lattice model under a pulsating freestream has been developed in discrete time domain to examine unsteady aerodynamic forces acting on a vibrating blade. The blade's structural behaviors have been analyzed by using a three-dimensional plate model. In the aeroelastic analysis, the flutter onset of a blade under pulsating freestream is predicted by the Floquet analysis. The new time domain method can predict aeroelastic stability as well as time history.
Thermally induced vibration response of solar array is investigated. The solar array model consists of composite thin walled beam and solar blanket, spreader bar. The composite thin walled beam incorporates a number of nonclassical effects of transverse shear, primary and secondary warping, rotary inertia and anisotropy of constituent materials. The solar blanket is a membrane subjected to uniform tension in the z direction. The spreader bar is a rigid member. A coupled thermal structure analysis that includes the effects of structural deformations on heating and temperature gradient is investigated. A stability criterion given in parameters for establishes the conditions for thermal flutter.
Francois, Guillaume;Cooper, Jonathan E.;Weaver, Paul M.
Advances in aircraft and spacecraft science
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제4권2호
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pp.93-124
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2017
Aeroelastic performance controls wing shape in flight and its behaviour under manoeuvre and gust loads. Controlling the wing‟s aeroelastic performance can therefore offer weight and fuel savings. In this paper, the rib orientation and the crenellated skin concept are used to control wing deformation under aerodynamic load. The impact of varying the rib/crenellation orientation, the crenellation width and thickness on the tip twist, tip displacement, natural frequencies, flutter speed and gust response are investigated. Various wind-off and wind-on loads are considered through Finite Element modelling and experiments, using wings manufactured through polyamide laser sintering. It is shown that it is possible to influence the aeroelastic behaviour using the rib and crenellation orientation, e.g., flutter speed increased by up to 14.2% and gust loads alleviated by up to 6.4%. A reasonable comparison between numerical and experimental results was found.
Aeroelastic response and control of airfoil-flap system exposed to sonic-boom, blast and gust loads in an incompressible subsonic flowfield are addressed. Analytical analysis and pertinent numerical simulations of the aeroelastic response of 3-DOF airfoil featuring plunging-pitching-flapping coupled motion subjected to gust and explosive pressures in terms of important characteristic parameters specifying configuration envelope are presented. The comparisons of uncontrolled aeroelastic response with controlled one of the wing obtained by feedback control methodology are supplied, which is implemented through the flap torque to suppress the flutter instability and enhance the subcritical aeroelastic response to time-dependent excitations.
본 논문에서는 얇은 벽보로 모델링 한 위성체 구조물에 입사되는 열 하중에 의해 발생하는 굽힘 진동과 열적 플러터에 대하여 연구하였다. 복합재료 얇은 벽보는 회전관성과 1차, 2차 와핑, 전단변형의 비고전적 요소를 포함한다. CUS구조물로 모델링한 복합재료 얇은 벽보의 열 진동 특성은 적층 순서와 섬유강화복합재료의 방향특성인자로부터 기인된 종방향 굽힘과 횡방향 굽힘의 언성과 관련하여 연구되었다. 수치 해석적인 방법으로 열적 플러터의 안정성 영역의경계값을 구하였으며, 태양 열 플럭스의 입사각, 감쇠계수, 섬유각의 변화에 의한 보의 변위를 구하였다. 주 구조물에 압전소자를 부착하여, 감지기와 작동기로 사용하여 제어해석을 수행하였다.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제6권1호
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pp.52-60
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2005
The CFD coupled aeroelastic analyses have significant advantages over linear panel methods in their accuracy and usefulness for the simulation of actual aeroelastic motion after specific initial disturbance. However, in spite of their advantages, a heavy computation time is required. In this paper, a method is discussed to save a computational cost in the time domain aeroelastic analysis based on the system identification technique. The coefficients of system identification model are fit to the computed time response obtained from a previously developed aeroelastic analysis code. Because the non-dimensionalized data is only used to construct the model structure, the resulting model of the unsteady CFD solution is independent of dynamic pressure and this independency makes it possible to find the flutter dynamic pressure without the unsteady aerodynamic computation. To confirm the accuracy of the system identification methodology, the system model responses are compared with those of the CFD coupled aeroelastic analysis at the same dynamic pressure.
본 연구는 종동력을 받는 탄성기초위에 놓여 있는 보에 있어서 중간 지지가 보의 안정성에 미치는 영향에 대하여 논하고 있다. 해석에 있어서, 종등력을 받는 탄성기초위에 놓여 있는 보의 안정성과 동적응답은 유한요소법을 이용하였다. 또, 동적 응답에 대한 진동의 감쇠를 관찰하기 위하여 모드 중첩법이 사용되었다. 해석 결과, 종동력을 받는 탄성기초위에 놓여 있는 보는 중간 지지의 위치에 따라 플러터 타입과 다이버젼스 타입에 의해 안정성을 잃게 된다.
본 연구에서는 주 케이블에 횡방향 새그를 가진 자정식 현수교의 내풍안정성을 검토하기 위하여 풍동실험을 수행하고, 주형의 거동을 중심으로 그 결과를 분석하였다. 등류와 난류하에서 수행한 부분 모형 실험에서 가장 내풍안정성이 뛰어난 단면을 최종단면으로 선정하고, 전교 모형 실험을 통하여 검증하였다. 또한 차후 연구를 위한 플러터 계수를 측정하여 제시하였다. 교량의 사용성과 피로문제를 검토하기 위하여 버페팅 응답을 조사하였지만, 공학적 관점에서 만족할 만한 수준인 것으로 나타났다. 주형의 항력계수가 상당히 큼에도 불구하고 횡방향 변위가 매우 작게 나타났는데, 이는 주 케이블의 횡방향 새그가 주형의 변위를 구속하기 때문인 것으로 판단된다.
Thermally induced vibration response of composite thin walled beams is investigated. The thin-walled beam model incorporates a number of nonclassical effects of transverse shear, primary and secondary warping, rotary inertia and anisotropy of constituent materials. Thermally induced vibration response characteristics of a composite thin walled beam exhibiting the circumferentially uniform system(CUS) configuration are exploited in connection with the structural bending-torsion coupling resulting from directional properties of fiber reinforced composite materials and from ply stacking sequence. A coupled thermal structure analysis that includes the effects of structural deformations on heating and temperature gradient is investigated.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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