Modelado de Fenómenos Aeroelásticos Lineales y No-lineales - Parte 2: Combinando los Modelos y Ejemplos Numéricos

S. PREIDIKMAN Y D. T. MOOK

Modelización Aplicada a la Ingeniería – Volumen I

Facultad Regional Buenos Aires de la Universidad Tecnológica Nacional

Lugar: Buenos Aires ; Año: 2005; p. 389 - 410

El comportamiento aeroelástico inestacionario y no-lineal es un tópico de mucha importancia de larga data. Son de especial interés, inestabilidades de origen aeroelástico tales como: flutter de alas, paneles y alerones; buffeting; galloping y divergencia, entre otros. En este trabajo, se presenta un método para simular comportamientos aeroelásticos, inestacionarios y no-lineales en flujos incompresibles. Para demostrar el funcionamiento de dicho método, nos focalizamos en flutter de alas. La manera de resolver el problema consiste en tratar el flujo de aire y la estructura de las alas como elementos de un único sistema dinámico, e integrar numéricamente todas las ecuaciones que gobiernan dicho sistema, simultánea e interactivamente en el dominio del tiempo. Para lograr esto, se debe calcular el flujo de aire y el movimiento de las alas simultáneamente. Para desarrollar la presente simulación, es necesario superar  una complicación fundamental: para calcular el flujo de aire y las cargas aerodinámicas, es necesario conocer el movimiento de las alas, y para calcular dicho movimiento, es necesario conocer las cargas aerodinámicas. Para salvar este obstáculo, se utiliza un esquema iterativo que tiene en cuenta la interacción entre las cargas aerodinámicas y el movimiento de las alas. No quisimos restringir estas simulaciones a ecuaciones lineales de movimiento o a respuestas periódicas; por lo tanto, las formas clásicas de resolver este dilema no eran aplicables. La presente simulación no esta acotada a movimientos periódicos o a ecuaciones lineales; por lo tanto, puede ser utilizada para predecir comportamientos subcriticos, críticos  y supercríticos. Es una herramienta muy efectiva para el diseño de sistemas de control para suprimir flutter y para reducir respuesta a ráfagas.