Новый механизм возникновения аэроупругой дивергенции крыла

5 Ноября 2019

Докладчик: Веденеев Василий Владимирович (НИИ механики МГУ) , vasily@vedeneev.ru

Тезисы доклада "Новый механизм возникновения аэроупругой дивергенции крыла" 

Существует два типа аэроупругой неустойчивости: дивергенция и флаттер. В то время как флаттер — колебательная потеря устойчивости, дивергенция — статическая неустойчивость, переход к которой происходит при нулевой частоте колебаний. Физический механизм дивергенции, описанный в литературе, состоит в снижении одной из собственных частот колебаний (как правило, крутильной) до нуля из-за отрицательной аэродинамической жесткости, слияния со своим «двойником» и преобразования в одно монотонно затухающее и одно монотонно растущее собственное движение. Большинство имеющихся в литературе примеров этого механизма используют квазистационарную аэродинамику, которая, на первый взгляд, подходит для анализа дивергенции в силу её статической природы.

В докладе доказывается, что при использовании нестационарной аэродинамики (теория Теодорсена) аналитическая структура собственных частот существенно меняется, и имеет место другой механизм перехода к дивергенции. А именно, частоты конструкционных колебаний не уменьшаются до нуля и не приводят к неустойчивости, а наоборот, становятся сильно задемпфированными потоком газа. При этом дивергентная форма неустойчивости не является непрерывным продолжением собственного колебания крыла в покоящемся воздухе, а отделяется от непрерывного спектра, который существует в аэроупругой системе при использовании нестационарной аэродинамики, но отсутствует в квазистационарном случае.

Обсуждаются эффекты, возникающие в этом механизме перехода к дивергенции при использовании численных методов. Проводится сравнение с экспериментальными данными.