Fsi Simulation Of An Aeroelastic System With Aerodynamic Nonlinearity - Zorkipli, Muhamad Khairil Hafizi Mohd (2018)
Tesis ini membentangkan kajian sistem aeroelastik sebuah model NACA0012 rigid yang dipasang secara elastik dengan ketidaksamaan aerodinamik. Tingkah laku aeroelastik dari sayap dua dimensi berayun diperiksa dengan cara simulasi numerik. Simulasi NACA0012 dipelajari secara numerik melalui simulasi aeroelastic dua dimensi menggunakan ANSYS Fluent 16.1 untuk menilai tindak balas getaran aeroelastic pada paksi elastik yang berlainan dengan ketidaksamaan aerodinamik dan mendapati fenomena ketidaksamaan aerodinamik terhasil daripada pemisahan lapisan sempadan, pemisahan dan aliran lampiran semula di sekitar aerofoil. Simulasi menggunakan model RANS (SST) k-ω dengan pembetulan nombor Reynolds yang rendah untuk menangkap aliran fizikal di sekitar aerofoil. Interaksi struktur bendalir dinamik (FSI) dicapai melalui gabungan persamaan struktur gerakan dengan penyelesai bendalir dalaman melalui utiliti fungsi (UDF) yang ditentukan oleh Fluent. Simulasi numerik dijalankan pada tiga kedudukan paksi elastik (EA) yang berbeza, 0% (titik depan), 18.6% dan 35% dari titik depan. Simulasi dijalankan pada julat kelajuan angin dari 4 m/s hingga 14 m/s. Hasilnya menunjukkan dua amplitud ayunan yang berlainan daripada tindak balas dinamik yang dihasilkan oleh sistem aeroelastik, di EA dari 0% (titik depan) dan 18.6% menghasilkan ayunan amplitud kecil (SAO) sementara pada paksi elastik 35% menghasilkan ayunan besar amplitud (LAO). Pengesahan simulasi numerik menunjukkan kecenderungan yang sama dengan hasil eksperimen dan didapati menghasilkan amplitud had ayunan kitaran (LCO) yang boleh dibandingkan. Dari aspek aliran aerodinamik, pemisahan lapisan sempadan laminar didapati memainkan peranan penting untuk ayunan yang mengekalkan ayunan dalam ayunan amplitud kecil. Fenomena aliran pusaran, pemisahan aliran dan fenomena pengaliran lampiran semula dijumpai menyebabkan amplitud yang besar dan pusaran aliran yang terbalik di titik belakang aerofoil menyebabkan sayap bergerak dan mengekalkan kitaran ayunan.