Schallnahe Strömungen um elastische Tragflügel:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1996
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 7]
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| adam_text | Titel: Schallnahe Strömungen um elastische Tragflügel
Autor: Nellessen, Detmar Michael
Jahr: 1996
FORTSCHRITTBERICHTE Dipl.-Ing. Detmar Michael Neilessen, Dahlewitz Schallnahe Strömungen um elastische Tragflügel Reihe 7 : Strömungstechnik Nr. 302
Verzeichnisse V Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis VII 1 Einleitung 1 2 Mechanische Grundlagen 3 2.1 Aeroelastik ................................... 3 2.2 Physikalisches Modell für die Struktur .................... 8 2.2.1 Das Timoshenko-Modell für quasieindimensionale Strukturen ... 8 2.2.2 Das Hamilton-Prinzip für den Timoshenko-Balken......... 16 2.3 Physikalisches Modell für das Gas....................... 22 2.3.1 Die gasdynamischen Grundgleichungen im Inertialsystem...... 22 2.3.2 Die Berechnung der Umströmung von Rotorblättern......... 24 2.4 Die Kennzahlen des aeroelastischen Problems ................ 25 3 Numerische Methode 32 3.1 Lösungsstrategie ................................ 32 3.2 Lösungsverfahren für die Strukturdynamik.................. 33 3.2.1 Die Finite-Element-Methode für eindimensionale Strukturen .... 33 3.2.2 Der Finite-Element-Ansatz...................... 35 3.2.3 Die Elementmatrizen.......................... 36 3.2.4 Die globalen Matrizen ......................... 39 3.2.5 Das resultierende Gleichungssystem.................. 39 3.2.6 Die Zeitintegration........................... 41 3.3 Lösungsverfahren für die Gasdynamik..................... 47
VI Verzeichnisse 3.3.1 Grundlagen des impliziten Lösungsverfahrens für die Erhaltungsgleichungen ................................. 47 3.3.2 Netzgenerierung............................. 49 3.4 Die Kopplung der Lösungsverfahren...................... 49 4 Numerische Ergebnisse 53 4.1 Validierung................................... 53 4.1.1 Die Berechnung der Strukturdeformation............... 53 4.1.2 Die gekoppelte Berechnung von Strukturdeformation und Strömungsfeld .................................... 58 4.2 Aeroelastische Untersuchungen eines Fokker-ähnlichen Tragflügels..... 60 4.2.1 Der stationäre Flugfall......................... 60 4.2.2 Einfluß der Streckung und Verjüngung................ 63 4.2.3 Einfluß der Pfeilung .......................... 63 4.2.4 Einfluß der Elastizität......................... 65 4.2.5 Statische Biege-Torsionsdivergenz................... 69 4.2.6 Ein dynamisches, aeroelastisches Problem .............. 75 5 Zusammenfassung 82 A Die versteifende Wirkung der Zentrifugalkraft 85 B Die Bilanzgleichungen für zeitlich sich verändernde, nicht materielle Bilanzvolumina 87 C Die Elementmatrizen 89 D Die rekursive Auswertung des Duhamelschen Integrals 92 E Die Strukturdaten des untersuchten Tragflügels 95 Literaturverzeichnis 97
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