مدلسازی آیرودینامیکی و تعیین سرعت فلاتر ورق مستطیلی در جریان هوای مافوق صوت
نویسندگان
1 منهدسی مکانیک، مجتمع مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان. ایران
2 کارشناسی ارشد، مجتمع دانشگاهی مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران،
3 مجتمع مکانیک دانشکاه صنعتی مالک اشتر
doi
10.61186/masm.3.2.194چکیده
این مقاله به بررسی پدیده فلاتر در یک ورق مستطیلی-شکل در جریان هوای مافوق صوت میپردازد. فلاتر، یک ارتعاش خود برانگیخته است که در معرض جریان سیال اتفاق میافتد. در این پژوهش، ابتدا پدیده فلاتر و روش شناسایی آن بر اساس تحلیل مقادیر ویژه مورد بررسی قرار میگیرد. سپس با استفاده از فرضیات ورق کیرشهف، معادله حرکت ورق استخراج شده و با مدل آیرودینامیکی پیستون مرتبه اول کوپل میشود. در ادامه، معادله کوپلشده سازه-سیال با استفاده از روش تفاضل مربعات (DQM) به صورت ماتریسی حل میشود. استفاده از روش عددی DQM در قالب ماتریسی، مزایایی از جمله دقت و سرعت بالا را برای حل مسئله فلاتر فراهم میکند، به شرطی که تعداد لایه مناسبی برای نقاط مرزی انتخاب شود. همچنین نتایج نشان میدهد که اولین پدیده فلاتر در یک ورق از جنس آلومینیوم با طول و عرض ۱ متر و ضخامت ۵ میلیمتر، در شرایط جوی سطح آزاد دریا و با شرایط مرزی دو سر گیردار و دو سر آزاد، در فشار دینامیکی بدون بعد ۶۱۷ (معادل ۳.۳۹۵ ماخ) رخ میدهد. فرمولبندی ارائه شده میتواند به عنوان یک پایه برای حل و محاسبه سرعت فلاتر اجسام مختلف در جریان هوای مافوق صوت مورد استفاده قرار گیرد.
