BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Hồng Sơn TÍNH TOÁN SỐ LỰC KHÍ ĐỘNG CÁNH 3D XÉT ĐẾN HIỆU ỨNG ĐÀN HỒI LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC Hà Nội – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Hồng Sơn TÍNH TOÁN SỐ LỰC KHÍ ĐỘNG CÁNH 3D XÉT ĐẾN HIỆU ỨNG ĐÀN HỒI Chuyên ngành: Cơ kỹ thuật Mã số: 62520101 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS. TS. Hoàng Thị Bích Ngọc 2. GS. TS. Đinh Văn Phong Hà Nội – 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tác giả Nguyễn Hồng Sơn LỜI CẢM ƠN Tác gi ả xin chân thành c ả m ơ n các th ầ y giáo, cô giáo đã tham gia gi ả ng d ậ y và đào t ạ o trong su ố t quá trình h ọ c t ập nghiên c ứ u. Đ ặ c bi ệ t xin b ầ y t ỏ lòng bi ế t ơ n chân thành t ớ i PGS. TS. Hoàng Th ị Bích Ngọc và GS. TS. Đinh Văn Phong nh ữ ng ng ườ i đã t ậ n tình h ướ ng d ẫ n tác gi ả hoàn thành lu ậ n án. Đ ồ ng th ờ i tác gi ả cũng xin chân thành c ả m ơ n B ộ môn C ơ h ọ c ứ ng d ụ ng – Vi ệ n C ơ khí, B ộ môn Máy và Tự động thủy khí, B ộ môn Kỹ thuật hàng không - Vi ệ n C ơ khí đ ộng lực – Tr ườ ng Đ ạ i h ọ c Bách khoa Hà N ộ i và Trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội đã t ạ o m ọ i đi ề u ki ệ n thu ậ n l ợ i cho tác gi ả làm vi ệ c trong su ố t th ờ i gian nghiên c ứ u sinh. Cu ố i cùng tác gi ả cũng xin b ầ y t ỏ lòng bi ế t ơ n v ề s ự h ỗ tr ợ v ề v ậ t ch ấ t và đ ộ ng viên v ề tinh th ầ n c ủ a bàn bè, đ ồ ng nghi ệ p và nh ữ ng ng ườ i thân trong gia đình trong su ố t quá trình nghiên c ứ u hoàn thành lu ậ n án này. 1 TRÍCH YẾU LUẬN ÁN 1. Tóm tắt mở đầu - Tên tác giả: Nguyễn Hồng Sơn - Tên luận án: Tính toán số lực khí động cánh 3D xét đến hiệu ứng đàn hồi - Chuyên ngành: Cơ kỹ thuật, mã số: 62520101 - Tên cơ sở đào tạo: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 2. Nội dung bản trích yếu - Mục đích và đối tượng nghiên cứu của luận án: Mục đích: Luận án nhấn mạnh phần nghiên cứu chính là tính toán lực khí động trên cơ sở triển khai một phương pháp số tính lực khí động cánh 3D và một quy trình thực nghiệm xác định áp lực khí động trên cánh 3D nhằm kiểm chứng độ chính xác của chương trình lập trình; Bài toán biến dạng đàn hồi được giải theo mô hình 3D đối với cánh rỗng có các dầm, sườn với chương trình lập trình kết cấu được kiểm chứng qua so sánh với các kết quả đã được công bố; Xây dựng chương trình tính liên kết khí động - đàn hồi theo mô hình 3D và mô hình số bán giải tích. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Về khí động: Tính toán được thực hiện đối với cánh chữ nhật và cánh thang 3D có chiều dày hữu hạn với có góc vuốt  < 20 o và góc tới  < 10 o ; dòng chất lỏng không nhớt có số Mach M  < 0,65. Về kết cấu: Ngoại lực khí động tác dụng lên cánh dạng phân bố 3D trên mặt lưng và mặt bụng cánh; kết cấu cánh rỗng; số lượng và vị trí dầm có thể thay đổi; vật liệu dầm và vật liệu vỏ có thể khác nhau. Về thực nghiệm khí động 3D: Đo áp suất phân bố 3D trên cánh chữ nhật với kích thước mô hình tận dụng tối đa kích thước buồng thử ống khí động sử dụng. Về tính toán liên kết khí động - đàn hồi: Sử dụng 2 mô hình tính liên kết: mô hình tính liên kết 3D và mô hình số bán giải tích xác định vận tốc tới hạn xoắn phá hủy cánh. - Các phương pháp nghiên cứu đã sử dụng: Về khí động: Ứng dụng phương pháp kì dị 3D với nguồn - lưỡng cực phân bố trên cánh và trong vết khí động; lập trình cho bài toán dòng dừng và dòng không dừng do tăng tốc đột ngột để khảo sát quá trình thiết lập chế độ bình ổn đối với lưu số và lực nâng. Về kết cấu: Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn giải bài toán biến dạng đàn hồi theo mô hình 3D suy biến. Về thực nghiệm khí động 3D: Thực hiện công nghệ gia công chính xác biên dạng cánh và các lỗ đo áp; cánh được làm rỗng với 220 lỗ đo áp. Dung cụ đo áp suất là áp kế kỹ thuật số có độ chính xác cao. Về tính toán liên kết khí động - đàn hồi: Lập trình tính liên kết theo mô hình 3D (trên cơ sở hai phần mềm lập trình tính khí động cánh 3D và kết cấu cánh 3D) và mô hình số bán giải tích xác định vận tốc tới hạn xoắn phá hủy cánh. - Các kết quả chính và kết luận Luận án ở đây nhấn mạnh phần nghiên cứu chính là tính toán lực khí động trên cơ sở triển khai một phương pháp số và một quy trình thực nghiệm xác định áp lực khí động trên cánh 3D. Một phương pháp số để tính toán biến dạng đàn hồi cánh theo mô hình 3D cũng được triển khai nhằm để xét ảnh hưởng của hiệu ứng đàn hồi. Vì vậy, luận án không chỉ nhằm giải quyết bài toán khí động - đàn hồi tĩnh liên quan đến việc xác định vận tốc xoắn phá hủy cánh, mà acông trình hướng tới việc giải chuyên sâu cả bài toán khí động cánh và bài toán biến dạng đàn hồi cánh. Trên cơ sở đó, thực hiện tính toán liên kết khí động - đàn hồi theo mô hình 3D, và mô hình số bán giải tích xác định vận tốc tới hạn xoắn phá hủy cánh. Luận án đã thực hiện 5 bài toán cơ bản sau: 1. Xây dựng chương trình tính toán lực khí động cánh 3D bằng phương pháp lưỡng cực - nguồn phân bố. Tính toán được thực hiện với dòng dừng và dòng không dừng do thay đổi vận tốc đột ngột nhằm khảo sát quá trình quá độ thiết lập giá trị bình ổn của lưu số và lực nâng do ảnh hưởng của vết khí động. Phạm vi ứng dụng của chương trình khí động này là cánh có chiều dày hữu hạn, chiều dài sải hữu hạn, mặt chiếu bằng cánh là hình chữ nhật hoặc hình thang có góc vuốt trung bình nhỏ hơn 20 độ; dòng không nhớt, không nén và có thể mở rộng với dòng chịu 2 nén với số Mach của chuyển động nhỏ hơn 0,65 (nhằm hạn chế ứng dụng đối với loại dòng quá độ âm với sự xuất hiện các vùng trên âm cục bộ); góc tới của chuyển động nhỏ hơn 10 độ. Chương trình này có thể ứng dụng để nghiên cứu độc lập các bài toán khí động về cánh. 2. Thực hiện thực nghiệm đo áp suất phân bố trên cánh 3D. Thực nghiệm được tiến hành công phu với kết quả đo có độ chính xác cao. Kết quả thực nghiệm được ứng dụng để kiểm chứng chương trình tính toán khí động cánh 3D với sự phù hợp cao giữa kết quả thực nghiệm và kết quả lập trình số. Công trình thực nghiệm ở đây xác nhận một phương pháp đo áp suất trên cánh 3D có độ chính xác cao trong điều kiện trang thiết bị và dụng cụ đo thông dụng. 3. Xây dựng chương trình giải bài toán biến dạng đàn hồi cánh theo mô hình 3D với kết cấu cánh rỗng có dầm. Vỏ cánh mỏng so với các kích thước khác của cánh nên thực hiện suy biến một bậc tự do từ 6 còn 5 bậc tự do tại mỗi nút xét. Cánh được rời rạc và xấp xỉ bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Ngoại lực tác dụng lên cánh có thể là lực tập trung hoặc áp lực khí động phân bố trên hai mặt lưng cánh và bụng cánh. Phạm vi ứng dụng của chương trình tính toán kết cấu này là cánh rỗng với chiều dày và vật liệu vỏ có thể thay đổi; kết cấu bên trong cánh có các dầm với vị trí, kích thước, số lượng và vật liệu dầm có thể thay đổi. Vật liệu làm vỏ hoặc làm dầm là các vật liệu đồng nhất. Chương trình này có thể ứng dụng để nghiên cứu độc lập các bài toán biến dạng đàn hồi về cánh. 4. Xây dựng chương trình tính toán liên kết khí động - đàn hồi cánh theo mô hình 3D dựa trên cơ sở ứng dụng kết hợp hai chương trình tính khí động cánh 3D và tính biến dạng đàn hồi cánh 3D. Dưới tác động của lực khí động làm cánh bị biến dạng uốn, việc kiểm tra ứng suất phân bố trên cánh cho phép đánh giá khả năng chịu lực của cánh, từ đó có các biện pháp điều chỉnh kết cấu bên trong cánh nhằm tăng khả năng chống uốn và nâng cao cơ tính đàn hồi cho cánh. Khi biến dạng cánh gồm cả uốn và xoắn, các vòng tính lại lực khí động và biến dạng kết cấu được lặp cho đến khi nhận được kết quả hội tụ. Việc kiểm tra biến dạng và phân bố ứng suất theo kết quả của vòng tính lặp cuối cùng cho phép đưa ra các biện pháp chống biến dạng xoắn hiệu quả. Trên thực tế, xoắn cánh là một hiện tượng có ảnh hưởng tiêu cực cần phải tránh. Về phương diện tải tĩnh, xoắn cánh với góc xoắn dương làm tăng lực khí động với tâm áp lực bị dịch chuyển ra phía mút cánh. Hiệu ứng này làm tăng mạnh hơn mômen uốn và mômen xoắn cánh dẫn đến cánh có thể bị phá hủy nhanh chóng do ứng suất cục bộ trong cánh vượt quá giới hạn đàn hồi chuyển sang trong thái biến dạng dẻo. Về phương diện tải động, có thể xảy ra hiện tượng tần số uốn cánh và tần số xoắn cánh trùng nhau dẫn tới hiệu ứng cộng hưởng làm cho cánh “tự vẫy” gây nên trạng thái phá hủy nguy hiểm cho cánh (hiện tượng này liên quan đến phương trình dao động, không thuộc phạm vi nghiên cứu của luận án này). 5. Xây dựng chương trình tính toán số bán giải tích xác định vận tốc tới hạn xoắn phá hủy cánh. Vận tốc tới hạn được tính toán bằng một biểu thức giải tích trên cơ sở đại lượng độ cứng chống xoắn được xác định từ chương trình số tính kết cấu cánh 3D và đại lượng đạo hàm hệ số lực nâng theo góc tới được xác định từ chương trình số tính khí động cánh 3D. Tiện ích phương pháp này là có thể đưa ra các biện pháp nâng cao giá trị vận tốc tới hạn bằng cách thay đổi vị trí và số lượng dầm nhằm giảm giá trị khoảng cách giữa tâm cứng và tâm khí động. Tuy nhiên, phương pháp bán giải tích này có những hạn chế là đã sử dụng giả thiết 2D về lực khí động và tuyến tính hóa một số quan hệ về khí động nên biểu thức giải tích về vận tốc tới hạn không thể hiện được vai trò ảnh hưởng của góc tới. Về phương diện kết cấu, độ cứng chống xoắn của cánh chủ yếu được xét trên khả năng chịu tải của các dầm, và không xét đến vỏ cánh. Phương pháp này không xét đến sự nguy hiểm của kết cấu do biến dạng uốn gây nên. Giáo viên hướng dẫn Nghiên cứu sinh PGS. TS. Hoàng Thị Bích Ngọc Nguyễn Hồng Sơn i MỤC LỤC Trang MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ viii MỞ ĐẦU 1 1. TỔNG QUAN 5 1.1. Mối liên quan giữa bài toán khí động và bài toán đàn hồi cánh 5 1.2. Sơ lƣợc về tình hình nghiên cứu hiện nay 6 1.2.1. Bài toán khí động học 6 1.2.2. Bài toán tính lực khí động xét đến hiệu ứng đàn hồi 7 1.3. Các phƣơng pháp kì dị giải bài toán khí động cánh 3D 8 1.3.1. Phƣơng pháp phân bố xoáy và lý thuyết đƣờng nâng của Prandtl 8 1.3.2. Phƣơng pháp mặt nâng 9 1.3.3. Phƣơng pháp lƣỡng cực – nguồn giải bài toán cánh 3D 9 1.4. Phƣơng pháp số giải bài toán biến dạng đàn hồi cánh 3D 10 1.5. Kết luận chƣơng một 11 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN SỐ LỰC KHÍ ĐỘNG 12 2.1. Phƣơng trình vi phân chuyển động của chất lỏng 12 2.1.1. Phƣơng trình Laplace đối với thế vận tốc 12 2.1.2. Thế vận tốc và vận tốc trong phƣơng pháp kì dị 13 2.2. Mô hình toán học dựa trên phƣơng pháp lƣỡng cực – nguồn 14 2.2.1. Thế vận tốc cảm ứng trong phƣơng pháp lƣỡng cực – nguồn 14 2.2.1.1. Thế vận tốc và vận tốc cảm ứng từ nguốn và lƣỡng cực phân bố hằng 14 2.2.1.2. Điều kiện biên tại mép ra của bài toán dòng dừng 17 2.2.2. Đặc điểm của bài toán dòng không dừng do tăng tốc đột ngột 18 2.2.2.1. Chuyển động không dừng trong trƣờng hợp chung 18 2.2.2.2. Chuyển động không dừng do tăng tốc đột ngột 19 2.2.3. Tính toán hệ số áp suất 20 2.3. Thiết lập và giải hệ phƣơng trình tuyến tính 20 2.3.1. Điều kiện biên trên bề mặt vật thể 20 ii 2.3.2. Thiết lập phƣơng trình tuyến tính 21 2.3.2.1. Chia lƣới trong bài toán dòng dừng và bài toán dòng không dừng 21 2.3.2.2. Phƣơng trình tuyến tính trong bài toán dòng dừng 22 2.3.2.3. Phƣơng trình tuyến tính trong bài toán dòng không dừng 23 2.4. Kết luận chƣơng 2 24 3. THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG CHƢƠNG TRÌNH LẬP TRÌNH TÍNH LỰC KHÍ ĐỘNG VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG 25 3.1. Mô tả thực nghiệm 25 3.1.1. Trang thiết bị thí nghiệm 25 3.1.2. Nguyên lý đo áp suất phân bố trên cánh 3D 27 3.1.3. Gia công cánh thử nghiệm 28 3.1.4. Lấy chuẩn đo 29 3.1.5. Xử lý kết quả đo 30 3.2. Kết quả thực nghiệm 32 3.2.1. Thí nghiệm xác định hiệu ứng thành 32 3.2.2. Kết quả đo áp suất trên lƣng và bụng cánh – so sánh với kết quả số 33 3.2.3. Phân bố hệ số lực nâng trên sải cánh và hệ số lực nâng tổng (của 8 trƣờng hợp thực nghiệm so sánh với kết quả lập trình số) 40 3.2.3.1. Phân bố hệ số lực nâng trên sải cánh profil Naca 0012 40 3.2.3.2. Phân bố hệ số lực nâng trên sải cánh profil Naca 4412 41 3.2.3.3. Hệ số lực nâng tổng theo góc tới đối với cánh profil Naca 0012 41 3.2.3.4. Hệ số lực nâng tổng theo góc tới đối với cánh profil Naca 4412 42 3.3. Đánh giá sai số 43 3.3.1. Đánh giá sai số đo trong thực nghiệm 43 3.3.2. Đánh giá sai khác của kết quả tính toán số so với thực nghiệm 44 3.4. Một số ứng dụng tính toán từ chƣơng trình 45 3.4.1. Ảnh hƣởng của dạng profil cánh 45 3.4.1.1. Đánh giá ảnh hƣởng của chiều dày cánh 46 3.4.1.2. Cánh với các loại profil khác nhau 47 3.4.2. Ảnh hƣởng của hệ số dạng cánh 47 3.4.3. Ảnh hƣởng của góc vuốt cánh 49 3.4.4. Ảnh hƣởng của vận tốc dòng tự do 51 3.4.5. Bài toán khí động cánh trong dòng không dừng do tăng tốc đột ngột 52 3.5. Kết luận chƣơng 3 54 4. BÀI TOÁN BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI CÁNH VỚI MÔ HÌNH 3D SUY BIẾN 56 4.1. Cơ sở lý thuyết đàn hồi 56 iii 4.1.1. Phƣơng trình cân bằng và quan hệ biến dạng - chuyển vị - ứng suất 56 4.1.1.1. Phƣơng trình vi phân cân bằng vật rắn 56 4.1.1.2. Phƣơng trình quan hệ giữa chuyển vị và biến dạng (Phƣơng trình hình học) 57 4.2.1.3. Phƣơng trình quan hệ giữa ứng suất và biến dạng (Phƣơng trình vật lý) 57 4.1.2. Nguyên lý thế năng toàn phần cực tiểu 58 4.2. Phƣơng pháp số tính toán đàn hồi cánh với mô hình 3D suy biến 58 4.2.1. Rời rạc theo phƣơng pháp phần tử hữu hạn cho mô hình 3D suy biến 58 4.2.2. Biểu diễn chuyển vị, ứng suất, biến dạng thông qua hàm dạng 59 4.2.3. Tính ma trận độ cứng phần tử 62 4.2.4. Quy đổi lực về nút phần tử 63 4.2.5. Ghép ma trận độ cứng chung K và ma trận lực nút chung F 63 4.2.6. Đặt điều kiện biên và giải hệ phƣơng trình đại số tuyến tính 66 4.3. Lập trình và kiểm chứng chƣơng trình tính toán số 67 4.3.1. So sánh với tính toán giải tích 68 4.3.2. So sánh với các kết quả khác 70 4.3.2.1. So sánh kết quả với Kwon và Brogan tính cho ống trụ chịu lực tập trung 70 4.3.2.2. So sánh với kết quả của Liu tính cho kết cấu cánh chịu lực tập trung và ngẫu lực 71 4.4. Kết luận chƣơng 4 72 5. BÀI TOÁN KHÍ ĐỘNG CÁNH 3D XÉT ĐẾN HIỆU ỨNG ĐÀN HỒI 74 5.1. Tổng quan về phƣơng pháp tính liên kết khí động – đàn hồi cánh 74 5.1.1. Mô hình 3D tính toán liên kết khí động – đàn hồi 74 5.1.2. Phƣơng pháp số bán giải tích tính vận tốc tới hạn xoắn phá hủy cánh 76 5.1.2.1. Tiết diện mô hình 76 5.1.2.2. Phƣơng pháp lát cánh với mô hình cánh chữ nhật có sải lớn 77 5.2. Ứng dụng mô hình tính toán liên kết 3D 78 5.2.1. Áp lực khí động phân bố trên cánh 78 5.2.2. Cánh bị uốn thuần túy dƣới tác động của lực khí động 81 5.2.2.1. Khảo sát trạng thái uốn cánh khi kết cấu cánh có dầm 81 5.2.2.2. Khảo sát trạng thái uốn cánh với sự thay đổi của góc tới và vận tốc 84 5.2.3. Cánh bị uốn và xoắn dƣới tác động của lực khí động 87 5.3. Ứng dụng phƣơng pháp lát cánh khảo sát vận tốc tới hạn xoắn phá hủy cánh 91 5.3.1. Ảnh hƣởng của vị trí của dầm tới vận tốc tới hạn 92 5.3.2. Ảnh hƣởng của chiều dài sải cánh tới vận tốc tới hạn 95 5.3.3. Ứng dụng tính toán với máy bay RV 96 iv 5.3.3.1. Tính toán khí động 97 5.3.3.2. Tính toán vận tốc tới hạn 97 5.4. Kết luận chƣơng 5 98 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 109 PHỤ LỤC 1 110 PHỤ LỤC 2 118 [...]... trình tính toán khí động cánh 3D có chiều dày không chỉ nhằm ứng dụng để khảo sát các đặc trưng khí động của cánh, mà áp suất khí động phân bố trên hai phía lưng và bụng cánh còn là ngoại lực đầy đủ cho bài toán kết cấu cánh 3D 1.2.2 Bài toán tính lực khí động xét đến hiệu ứng đàn hồi Luận án ở đây nhấn mạnh phần nghiên cứu chính là tính toán lực khí động trên cơ sở triển khai một phương pháp số và... cánh Khác với các luận án nói trên, luận án ở đây thực hiện tính toán lực khí động trên cánh 3D có xét đến chiều dày cánh Bài toán đàn hồi thực hiện giải phương trình vi phân cân bằng theo mô hình 3D đối với cánh rỗng có các dầm, sườn bên trong Tính toán liên kết khí động đàn hồi được thực hiện theo hai mô hình: mô hình 3D (khí động cánh 3D và kết cấu cánh 3D) và mô hình số bán giải tích cổ điển (khí. .. kết cấu cánh Nghiệm chuyển vị của bài toán đàn hồi xác định trạng thái biến dạng đàn hồi của cánh Tuy nhiên, cánh là một vật thể chịu lực khí động, nên trạng thái biến dạng này, ngay lúc đó, lại gây nên sự thay đổi lực khí động Vì vậy, nghiệm chuyển vị trong tính toán đàn hồi được đưa vào để tính toán lại bài toán khí động Tính toán liên kết giữa bài toán đàn hồi và bài toán khí động cần lặp cho đến hội... tới hạn xoắn phá hủy cánh Năm bài toán đề cập được diễn giải trong năm chương chính của luận án như sau: Chương 1 Tổng quan Chương 2 Cơ sở lý thuyết tính toán số lực khí động Chương 3 Thực nghiệm kiểm chứng chương trình lập trình tính lực khí động và một số ứng dụng Chương 4 Bài toán biến dạng đàn hồi với mô hình 3D suy biến Chương 5 Bài toán khí động cánh 3D xét đến hiệu ứng đàn hồi 4 1 TỔNG QUAN 1.1... xoắn cánh làm thay đổi hình dạng khí động ban đầu của cánh Để nhận được các kết quả này, luận án đã thực hiện giải bài toán biến dạng đàn hồi theo mô hình 3D suy biến áp dụng đối với cánh không có dầm và có nhiều dầm Thành phần ngoại lực trong phương trình cân bằng vật rắn là lực khí động phân bố ba chiều trên cánh được xác định từ bài toán khí động 3D ở trên Trong bài toán tính toán đàn hồi cánh, cánh. .. điển (khí động 2D và kết cấu cánh chỉ xét các dầm) Chương trình tính biến dạng đàn hồi được kiểm chứng bằng so sánh với các kết quả đã công bố Chương trình tính khí động cánh 3D được kiểm chứng bằng thực nghiệm đo áp suất phân bố trên cánh 3D 1.3 Các phƣơng pháp kì dị giải bài toán khí động cánh 3D Phần này giới thiệu sơ lược ba mô hình ứng dụng phương pháp kì dị để tính toán khí động cánh 3D đi từ... bài toán khí động, sự biến dạng đàn hồi đã làm thay đổi hình dạng ban đầu của cánh, nhất là hiệu ứng xoắn cánh tương ứng với sự thay đổi góc tới cục bộ trên cánh Vấn đề ở đây là cần tính toán lại lực khí động phân bố trên cánh bị biến dạng Có thể thấy, phân bố tải khí động được tính toán lại này lại cho một bức tranh mới về phân bố ứng suất và biến dạng của cánh Vì vậy, bài toán khí động - đàn hồi cần... toán đàn hồi không trùng với lưới rời rạc trên mặt cánh của bài toán khí động Vì vậy, lực khí động phân bố trên lưới khí động cần được nội suy về lực phân bố trên lưới vật rắn Chương trình tính toán cho bài toán đàn hồi cánh được kiểm chứng bằng cách so sánh với các kết quả giải tích và các kết quả đã được công bố - Một khi cánh chịu tải khí động lớn, kết cấu cánh bị biến dạng Xét trên góc độ bài toán. .. niệm cơ sở profil cánh để các nhà khoa học trong lĩnh vực cơ học vật rắn thuận lợi hơn khi đọc luận án này Hình 2 Định nghĩa profil cánh Hình 3 Mặt chiếu bằng của cánh chữ nhật, thang, tam giác Cánh trong thực tế là cánh 3D, tương ứng với sải cánh hữu hạn Có thể nói trong mọi bài toán về cánh, lực khí động tác động lên cánh là vấn đề cốt yếu liên quan đến kết cấu và sức bền của cánh do độ lớn của lực. .. CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT  Các ký hiệu liên quan đến bài toán khí động (chƣơng 2, chƣơng3) a Vận tốc âm thanh (m/s) A b Ma trận hệ số cảm ứng từ lƣỡng cực Sải cánh (m) B c Ma trận hệ số cảm ứng từ nguồn Dây cung của cánh (m) Cd Hệ số lực cản profil CD Hệ số lực cản cánh CDi Hệ số lực cản cảm ứng CL Hệ số lực nâng của cánh Cp Hệ số áp suất cr Dây cung gốc cánh (m) ct Dây cung mút cánh (m) F Lực tác . bài toán biến dạng đàn hồi về cánh. 4. Xây dựng chương trình tính toán liên kết khí động - đàn hồi cánh theo mô hình 3D dựa trên cơ sở ứng dụng kết hợp hai chương trình tính khí động cánh 3D. nay 6 1.2.1. Bài toán khí động học 6 1.2.2. Bài toán tính lực khí động xét đến hiệu ứng đàn hồi 7 1.3. Các phƣơng pháp kì dị giải bài toán khí động cánh 3D 8 1.3.1. Phƣơng. TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Hồng Sơn TÍNH TOÁN SỐ LỰC KHÍ ĐỘNG CÁNH 3D XÉT ĐẾN HIỆU ỨNG ĐÀN HỒI LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC