Флаттер упругой полосы в потоке газа с малой сверхзвуковой скоростью

Авторы

Шитов С. В.

e-mail: SHLTOV@GMAIL.COM

Аннотация

Во всех классических исследованиях панельного флаттера принимается, что нестационарное давление потока газа может быть вычислено по поршневой теории. Однако, поршневая теория верна лишь при больших числах Маха и не покрывает область 1 < M < 2. Недавно было доказано, что в этом диапазоне чисел Маха существует область панельного флаттера, названного одномодовым, который отличен от «классического» флаттера связанного типа. В настоящей работе численно изучается одномодовый флаттер пластины в форме полосы, имеющей периодическое подкрепление вдоль бесконечного направления. Построены границы устойчивости и проанализировано влияния: длины пролёта, ширины пролёта (расстояния между подкреплениями) и числа Маха набегающего потока.

Ключевые слова

панельный флаттер, флаттер пластины, одномодовый флаттер, флаттер с одной степенью свободы

Библиографический список

1. Мовчан А.А. О колебаниях пластинки, движущейся в газе // Известия АН СССР. Прикладная математика и механика. 1956. Т. 20. № 2. С. 211-222.

2. Мовчан А.А. Об устойчивости панели, движущейся в газе // Известия АН СССР. Прикладная математика и механика. 1957. Т. 21. № 2. С. 231-243.

3. Ильюшин А.А. Закон плоских сечений в аэродинамике больших сверхзвуковых скоростей // Известия АН СССР. Прикладная математика и механика. 1956. Т. 20. № 6. С. 733-755.

4. Болотин В.В. Неконсервативные задачи теории упругой устойчивости. — М.: Физматгиз, 1961. −339 с.

5. Григолюк Э.И., Лампер Р.Е., Шандаров Л.Г. Флаттер панелей и оболочек // Итоги науки. Механика 1963. 1965. С. 34-90.

6. Dugundji J. Theoretical considerations of panel flutter at high supersonic Machnumbers. AIAA Journal. 1966. V. 4. № 7. P. 1257–1266.

7. Dowell E.H. Aeroelasticity of plates and shells. Leyden: Noordhoff InternationalPublishing. 1974.

8. Новичков Ю.Н. Флаттер пластин и оболочек // Итоги науки и техники. Сер. Механика деформируемого твердого тела. 1978. Т. 11. С. 67-122.

9. Mei C., Abdel-Motagaly K., Chen R.R. Review of nonlinear panel flutter at supersonic and hypersonic speeds. Applied Mechanics Reviews. 1999. V. 10. P. 321–332.

10. Алгазин С.Д., Кийко И.А. Флаттер пластин и оболочек. — М.: Наука, 2006. — 247 с.

11. Кийко И.А., Показеев В.В. Колебания и устойчивость вязкоупругой полосы в потоке газа // Доклады РАН. 2005. Т. 401. № 3. С. 342-344.

12. Duan B., Abdel-Motagaly K., Guo X., Mei C. Suppression of supersonic panel flutter and thermal deflection using shape memory alloy. AIAA Paper 2003-1513. 2003.

13. Zhou R.C., Lai Z., Xue D.Y., Huang J.-K., Mei C. Suppression of nonlinear panel flutter with piezoelectric actuators using finite element method. AIAA Journal. 1995. V. 33. № 6. P. 1098-1105.

14. Дун Мин-Дэ. Об устойчивости упругой пластинки при сверхзвуковом обтекании // Доклады АН СССР. 1958. Т. 120. № 4. С. 726-729.

15. Nelson H.C., Cunnigham H.J. Theoretical investigation of flutter of twodimensional flat panels with one surface exposed to supersonic potential flow. NACA Report No. 1280. 1956.

16. Янг T. Исследование флаттера панелей в сверхзвуковом потенциальном потоке методом конечных элементов // Ракетная техника и космонавтика. 1975. Т. 13 № 11. С. 110-117.

17. Bendiksen O.O., Davis G.A. Nonlinear traveling wave flutter of panels in transonic flow. AIAA Paper 95-1486. 1995. 17 p.

18. Bendiksen O.O., Seber G. Fluid-structure interactions with both structural and fluid nonlinearities. Journal of Sound and Vibration. 2008. V. 315. № 3. P. 664–684.

19. Dowell E.H. Aerodynamic boundary layer effect on flutter and damping of plates. Journal of aircraft. 1973. V. 10. № 12. P. 734-738.

20. Selvam R.P., Visbal M.R., Morton S.A. Computation of Nonlinear Viscous Panel Flutter Using a Fully-Implicit Aeroelastic Solver. AIAA Paper 98-1844. 1998. 10 p.

21. Gordnier R.E., Visbal M.R. Computation of three-dimensional nonlinear panel flutter. AIAA Paper 2001-0571. 2001. 17 p.

22. Hashimoto A., Aoyama T., Nakamura Y. Effect of turbulent boundary layer on panel flutter. AIAA Journal. 2009. V. 47 № 12. P. 2785-2791.

23. Веденеев В.В. Флаттер пластины, имеющей форму широкой полосы, в сверхзвуковом потоке газа // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2005. № 5. С. 155-169.

24. Куликовский А.Г. Об устойчивости однородных состояний // Известия АН СССР. Прикладная математика и механика. 1966. Т. 30. № 1. С. 148-153.

25. Vedeneev V.V. Panel flutter at low supersonic speeds// J. Fluids and Structures. 2012. V. 29. P. 79-96.

26. Веденеев В.В., Гувернюк С.В., Зубков А.Ф., Колотников М.Е. Экспериментальное исследование одномодового панельного флаттера в сверхзвуковом потоке газа // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2010. № 2. С. 161-175.

27. В. В. Веденеев. Высокочастотный флаттер прямоугольной пластины // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2006. № 4. С. 173-181.

28. В. В. Веденеев. Исследование одномодового флаттера прямоугольной пластины в случае переменного усиления собственной моды вдоль пластины // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2010. № 4. С. 163-174.

29. Куликовский А.Г. О глобальной неустойчивости однородных течений в неодномерных областях // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2006. Т. 70. Вып.2. С. 257-263.

30. Майлс Дж.У. Потенциальная теория неустановившихся сверхзвуковых течений. — М.: Физматгиз, 1963. — 272 с.

31. Вольмир А.С. Устойчивость деформируемых систем. — М.: Наука, 1967, — 986 с.

Скачать статью