A Teaching Experience: Aeroelasticity and the Finite Element Method

Abstract

The aeroelastic modelling of aircraft structures is a fundamental area for the students of Aerospace Engineering Degree. This subject has a strongly multidisciplinary character and involves other several subjects like mechanics, vibrations, aerodynamics, structural analysis. Consequently, the students find stimulating the challenge of merging their knowledge at different areas. In this paper, a teaching experience on the solution of the aeroelastic problem of a 3D-wing through six different computer tasks is presented. The main objective is to attempt a relatively complex problem using a simple version of the Finite Element Method with only four degrees of freedom. The students begin creating the shape functions of the discrete model and finish solving the flutter instability problem. La modelización aeroelástica de estructuras aeronáuticas es una materia fundamental en la formación de estudiantes de Grado de Ingeniería Aeroespacial. Esta materia tiene es multidisciplinar e involucra diferentes asignaturas vistas durante los estudios como mecánica, vibraciones, aerodinámica o estructuras. Por ello, los estudiantes encuentran estimulante el reto de fusionar sus conocimientos en diferentes areas en una sola asignatura. En este artículo se presenta una experiencia docente en la que se busca resolver el problema aeroelástico de un ala a través de 6 prácticas informáticas. El objetivo es poder abordar un problema tridimensional a priori relativamente complejo con una herramienta de gran utilidad en la mecánica computacional como es el método de los elementos finitos. Los estudiantes comienzan creando las funciones de forma para el modelo discreto y acaban resolviendo el problema de inestabilidad dinámica, el flameo