Simulation of transonic flutter and active shockwave control

Abstract

Transonic flutter and active flap control, in two dimensions, are simulated by coupling independent structural dynamic and inviscid aerodynamic models, in the time domain. A flight control system, to actively control the trailing edge flap motion, has also been incorporated and, since this requires perfect synchronisation of fluid, structure and control signal, the "strong" coupling approach is adopted. The computational method developed is used to perform transonic aeroelastic and aeroservoelastic calculations in the time domain, and used to compute stability ( flutter) boundaries of 2D wing sections. Open and closed loop simulations show that active control can successfully suppress flutter and results in a significant increase in the allowable speed index in the transonic regime. It is also shown that active control is still effective when there is free-play in the control surface hinge. Flowfield analysis is used to investigate the nature of flutter and active control, and the fundamental importance of shock wave motion in the vicinity of the flap is demonstrated.

Αριθμητική Επίλυση Προβλημάτων Αεροδυναμικής-Αεροελαστικότητας Σε Επεξεργαστές Καρτών Γραφικών

“…Οι εργασίες [218,219] εξετάζουν την επίδραση της κίνησης της ακμής εκφυγής αεροτομής στην αεροελαστική συμπεριφορά αυτής. Στις εργασίες [172,208,220] μελετάται η διεύρυνση της περιοχής ευσταθούς λειτουργίας μίας αεροτομής χρησιμοποιώντας τεχνικές ενεργητικού ελέγχου. Συγκεκριμένα, στην εργασία [172], χρησιμοποιείται η τεχνική της παλλόμενης δέσμης ρευστού (synthetic jet).…”

“…Συγκεκριμένα, στην εργασία [172], χρησιμοποιείται η τεχνική της παλλόμενης δέσμης ρευστού (synthetic jet). Αντίθετα, στις εργασίες [220,208] ελέγχεται η κίνηση της ακμής εκφυγής της αεροτομής. Οι εργασίες [221,220] μελετούν την επίδραση δομικών ασυνεχειών στην αεροελαστική συμπεριφορά μίας αεροτομής.…”

“…Η υπολογισθείσα κρίσιμη καμπύλη φαίνεται στο σχήμα 8.18. Η σύγκριση με αριθμητικά αποτελέσματα άλλης ερευνητικής ομάδας,[208], που παρουσιάζονται στο ίδιο σχήμα, είναι ικανοποιητική. Διαφορές υπάρχουν στην περιοχή από M ∞ = 0.75 έως M ∞ = 0.80, όπου καταγράφεται και η ελάχιστη τιμή της κρίσιμης ανηγμένης ταχύτητας της ροής.…”

“…Αεροελαστική ανάλυση αεροτομής NACA64A010 τριών βαθμών ελευθερίας. Υπολογισθείσα κρίσιμη καμπύλη και σύγκριση με αριθμητικά αποτελέσματα άλλης ερευνητικής ομάδας,[208]. Τα αδιάστατα δομικά χαρακτηριστικά της αεροτομής και ο λόγος των πυκνοτήτων του ρευστού προς του υλικού κατασκευής φαίνονται στον πίνακα 8.3.…”