| Popis: |
Aeroelasticita je nezbytná vědní disciplína zahrnuta do návrhu letounů. Zaměřuje se na předpovídání jevů, které vznikají vlivem interakce aerodynamických, elastických a setrvačných sil. Tyto jevy často vedou ke katastrofickým následkům, proto musí být prokázáno, že nevzniknou v rozsahu rychlostí ohraničujících letovou obálku. Aplikace moderních materiálů při konstrukci draku, spolu se snahou navrhnout aerodynamicky efektivní tvar křídel, vede ke zvyšování poddajnosti letounů. To má za následek změnu aerodynamických vlastností a také k výraznějšímu vliv na aeroelastické jevy, které mohou být vyvolány snadněji vlivem pohybů tuhého tělesa než v případě tužších konstrukcí. Aeroelastické jevy mohou vznikat v širokém rozsahu rychlostí zahrnujícím i transsonickou oblast. V této oblasti je ovlivněna zejména rychlost, při níž dochází k třepetání, a to vlivem nelineárních jevů v proudu. Běžné nástroje, které jsou založeny na lineárních teoriích, nejsou schopny tyto nelineární jevy popsat. Cílem práce je proto navrhnout, implementovat a otestovat nástroj pro výpočetní (numerickou) simulaci aeroelasticity. Nástroj má využívat řešič proudového pole, který je schopen předpovědět nelineární jevy. V práci je kladen důraz na simulaci statické aeroelasticity. V práci jsou popsány metody, které je nutno zahrnout do numerické simulace statické aeroelasticity. Dále je popsán vlastní nástroj a je provedeno zhodnocení konvergence statických aeroelastických výpočtů. Funkčnost nástroje byla ověřena na příkladech, kdy byly použity různé aerodynamické a strukturální modely. Nástroj byl také aplikován při aerodynamické tvarové optimalizaci poddajného křídla. Výsledky optimalizace a její výpočetní náročnost byly porovnány s případem optimalizace tuhého křídla. Na závěr je v práci prezentován příspěvek autora do výzkumu zaměřeného na zhodnocení vlivu časové synchronizace mezi CFD a CSM řešiči. Použitý testovací případ je transsonické obtékání křídla na začátku třepetání (flutteru). Výsledky byly srovnány s experimentálními daty poskytnutými NASA. |
