Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Cơ học: Tính toán số lực khí động cánh 3D xét đến hiệu ứng đàn hồi

Luận án nhấn mạnh phần nghiên cứu tính toán lực khí động trên cơ sở triển khai một phương pháp số tính lực khí động cánh 3D (có xét góc vuốt cánh và chiều dày profil cánh) 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. Mời các bạn tham khảo nội dung chi tiết đề tài!

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Cơ học: Tính toán số lực khí động cánh 3D xét đến hiệu ứng đàn hồi 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 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC Hà Nội – 2014 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Hoàng Thị Bích Ngọc 2. GS. TS. Đinh Văn Phong Phản biện 1: PGS. TS. Thái Doãn Tường Phản biện 2: PGS. TS. Phạm Vũ Uy Phản biện 3: TS. Hoàng Anh Tú Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm …… Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu – Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN [1] Nguyễn Mạnh Hưng, Hoàng Thị Bích Ngọc, Nguyễn Hồng Sơn (2012) Tính toán đặc trưng khí động với dải vận tốc hỗn hợp trên âm và dưới âm bằng giải phương trình Euler. Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ IX, tr. 184-193 [2] Hoàng Thị Bích Ngọc, Nguyễn Mạnh Hưng, Nguyễn Hồng Sơn, Bùi Vinh Bình (2012) Hiện tượng tăng và giảm áp ảnh hưởng đến đặc trưng khí động trong vùng sát mặt đất. Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ IX, tr. 259-268 [3] Nguyễn Hồng Sơn, Hoàng Thị Bích Ngọc, Đinh Văn Phong, Nguyễn Mạnh Hưng (2012) Tính toán đặc trưng không dừng của quá trình thiết lập trạng thái bình ổn vết khí động. Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ IX, tr. 307-316 [4] Nguyen Manh Hung, Hoang Thi Bich Ngoc, Nguyen Hong Son (2013) Calculating aerodynamic characteristics of swept-back wings. Proceedings of The 14th Asia Congress of Fluid Mechanics, Hanoi, pp. 132 – 137 [5] Nguyen Hong Son, Hoang Thi Bich Ngoc, Dinh Van Phong, Nguyen Manh Hung (2014) Experiments and numerical calculation to determine aerodynamic characteristics of flows around 3d wings. Journal of Mechanics, Vol.36, No.2, pp. 133-143 [6] Hoang Thi Bich Ngoc, Dinh Van Phong, Nguyen Manh Hung, Nguyen Hong Son (2014) Problem of elastic deformation for aircraft wings with the variation of velocity and incidence angle. Journal of Science & Technology, Technical Universities, Vol. 100, pp 20-25. MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Cánh là bộ phận cơ bản tạo lực nâng cho máy bay. Cánh mang tính đặc thù về cả hai khía cạnh khí động và kết cấu. Về khí động, hình dạng bao ngoài của cánh cần đảm bảo tối ưu về chất lượng khí động. Với đặc điểm này, hình dạng cánh thuộc loại vật thể mỏng dẹt với diện tích mặt bằng cánh lớn hơn nhiều so với diện tích ngang, vì vậy cánh dễ bị biến dạng khi chịu lực. Về kết cấu, cánh chịu lực khí động rất lớn, nâng toàn bộ trọng lượng của máy bay trên đôi cánh, nên kết cấu bên trong cánh cần được tính toán để nâng cao tính đàn hồi và tính chống xoắn. Khí động lực và kết cấu là hai ngành khoa học rất khác nhau của cơ học ứng dụng. Hai loại bài toán này khác nhau về bản chất của phương trình vi phân mô tả hiện tượng và phương pháp số để giải. Tuy nhiên, tính toán cánh lại đòi hỏi hiểu biết sâu cả hai phương diện khí động và kết cấu. Một tính toán chuyên về kết cấu thường xét lực khí động là đại lượng đã biết, và như thế, sự biến đổi của lực khí động theo hình học và động học, người tính toán kết cấu có khó khăn trong việc chủ động xác định và thẩm định độ chính xác của lực khí động. Cũng như vậy, một tính toán chuyên sâu về khí động thường xét ảnh hưởng của biến dạng kết cấu theo các mô hình đơn giản quy về dầm đặt tại trục khí động (1D) hoặc tấm theo mặt nâng (2D). Để giải quyết mối quan hệ này, luận án đã thực hiện đề tài “Tính toán số lực khí động cánh 3D xét đến hiệu ứng đàn hồi”. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu - 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 tính lực khí động cánh 3D (có xét góc vuốt cánh và chiều dày profil cánh) 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. Chương trình tính toán kết cấu này được kiểm chứng qua so sánh với các kết quả đã được công bố. 1 - Xây dựng chương trình tính liên kết khí động - đàn hồi theo mô hình 3D (lực khí động 3D và biến dạng đàn hồi 3D). - Xây dựng chương trình tính liên kết khí động - đàn hồi theo mô hình số bán giải tích xác định vận tốc xoắn phá hủy cánh. 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 góc vuốt  < 20o và góc tới  < 10o; dòng chất lỏng không nhớt, không nén mở rộng ứng dụng đối với dòng có số Mach M < 0,65 (loại trừ hiệu ứng quá độ âm của dòng hỗn hợp dưới âm và trên âm). - 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: 1. Mô hình tính liên kết 3D; 2. Mô hình số bán giải tích xác định vận tốc tới hạn xoắn phá hủy cánh. Phương pháp nghiên cứu - 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 thay đổi 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 c ...