151-0368-00L  Aeroelasticity

SemesterHerbstsemester 2020
DozierendeM. Righi
Periodizitätjährlich wiederkehrende Veranstaltung
LehrspracheEnglisch


KurzbeschreibungEinführung in die Grundlagen und Methoden der Aeroelastik. Überblick über die wichtigsten statischen und dynamischen Phänomene, die aus der Kopplung zwischen Strukturkräften und aerodynamischen Lasten entstehen.
LernzielDie Vorlesung soll ein physikalisches Grundverständnis für gekoppelte Strömung-Struktur-Phänomene vermitteln. Ausserdem soll den Teilnehmern ein Überblick über die wichtigsten Phänomene der statischen und der dynamischen Aeroelastik gegeben werden, sowie eine Einführung in die entsprechenden analytischen und numerischen Methoden zur mathematischen Beschreibung und zur Formulierung quantitativen Voraussagen.
InhaltElemente der stationären und instationären Aerodynamik.
Auswertung der aerodynamischen Lasten durch analytische (Reduced-Order Models, Indicial Functions), experimentelle (Wind Tunnel) und numerische Ansätze (CFD)

Statische Aeroelastik: Berechnung der statischen aeroelastischen Antwort einfacher Systeme, Ruderwirksamkeit und -umkehr. Auswirkung der Flügelpfeilung auf statische aeroelastische Phänomene, aeroelastische Divergenz am starren Streifenmodell, aeroelastische Divergenz eines kontinuierlichen Flügels.

Dynamische Aeroelastik: Berechnung der dynamischen aeroelastischen Antwort einfacher Systeme. Kinematik des Biegetorsionsflatterns. Dynamik des starren Flügelstreifenmodells. Dynamik des Biegetorsionsflatterns.

Numerische Aeroelastik (Test Cases aus den letzten AIAA Aeroelastic Prediction Workshops).

Aeroelastische Antwort von modernen Flugzeugen: Wirkung von Steuerflächen und Systemen (Aeroservoelastik), active-controlled Aircraft, Flutter-suppression Systems, Zertifizierung (EASA, FAA).

Planung und Durchführung von Windkanal-Versuchen von aeroelastischen Modellen. Durchführung von einem Experiment im ETH-WK.

Einblick in nicht-lineare Phenomäne wie Limit-Cycle Oscillations (LCO).
SkriptSkript (auf Englisch) vorhanden.
LiteraturBispilnghoff Ashley, Aeroelasticity
Abbott, Theory of Wing sections,
Y. C. Fung, An Introduction to the Theory of Aeroelasticity, Dover Phoenix Editions.