بررسی عددی و تحلیلی پدیده فلاتر بر روی بال هواپیما

فلاتر یک پدیده فیزیکی است که در سازه های الاستیک در اثر متقابل با سیال گاز یا مایع رخ می دهد. فلاتر در زمانی رخ می دهد که پارامتر های سیال - سازه در تقابل خود به مقدار بحرانی برسند. فلاتر یک ناپایداری دینامیکی در سازه است که باعث ارتعاشات شدید با افزایش شدید دامنه در سازه می گردد که معمولا به خرابی کامل و یا خسارت به سازه منجر می شود. بنابر این پیدا کردن سرعت فلاتر با دقت بیشتر، اهمیت ویژه ای خواهد داشت. پدیده فلاتر به دلیل نتایج خطرناکی که ممکن است به بار آورد، جزوء یکی از مسائل اولیه و بسیار مهم در صنعت هوافضا می باشد و با توجه به صنعت رو به رشد هواپیماسازی بررسی فلاتر و ارائه راهکارهایجلوگیری از این پدیده اولین و مهمترین قدم در طراحی اجسام پرنده و سازه های هوافضایی میباشد . در این پژوهش روش های گسترش یافته در چند دهه اخیر در زمینه آزمایش فلاتر مرور خواهد شد و به عوامل به وجود آورنده این پدیده و اقدامات لازم هنگام مواجهه با این پدیده و پیشگیری از شکلگیری آن پرداخته خواهد شد . با توجه به این که حل تحلیلی مسائل آیروالاستیک و فلاتر بسیار دشوار است، استفاده از روش المان محدود میتواند یکی از بهترین روشهای بررسی این گونه مسائل باشد . از نرم افزار ANSYS CFX به عنوان نرم افزار دینامیک محاسباتی سیالات برای حل معادلات اویلر و ناویر استوکس و از نرم افزار ANSYS Transient Structural برای حل مسائل خطی و غیر خطی سازه استفاده می شود، همچنین مطالعه مقالات معتبر به چاپ رسیده در این حوزه روش های تحقیق این پروژه می باشند. تاریخچه فلاتر، پیشرفت در تکنیک پروازی فلاتر، آزمایش هادر این راستا ، سیستم های تحریک، تجهیزات آزمایش، تحلیل نتایج آزمایش، وضعیت فعلی آزمایش پروازی فلاتر در این پایان نامه مورد بررسی قرار می گیرد و می توان نتیجه گیری کرد که با افزایش سرعت تا قبل ازوقوع فلاتر بیشینه جابجایی و تنش در سازه بال افزایش می یابد، و این به دلیل ذخیره شدن انرژی پتانسیل کرنشی در سازه بال می باشد . با وقوع فلاتر این انرژی به انرژی جنبشی تغییر پیدا می کند و مقداری از انرژیپتانسیل ذخیره شده به وسیله ارتعاش به وجود آمده در بال آزاد می شود، بنابراین بیشینه ارتعاشات و تنش کاهش مییابد . تنش در وتر بال از لبه حمله به سمت لبه فرار ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد . در مجموع آن چه می تواند باعث موفقیت یک تست پروازی فلاتر باشد شامل تحریک مناسب، تجهیزات خوب، روش های مناسب و دقیق آنالیز داده ها و از همه مهمتر وجود تجربه کافی در این زمینه است.