Nonlinear aeroelastic study of the Pazy wing
Este trabajo aborda el estudio aeroelástico no lineal del ala Pazy mediante una implementación propia en MATLAB. El modelo estructural se basa en una viga de Euler–Bernoulli que incorpora flexión y torsión, discretizada espacialmente mediante funciones de forma para obtener las matrices de masa y ri...
| Autor: | |
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| Formato: | tesis de maestría |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Recursos: | Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) |
| Repositorio: | UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:upcommons.upc.edu:2117/457133 |
| Acesso em linha: | https://hdl.handle.net/2117/457133 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palavra-chave: | Aeroelasticity Airplanes -- Wings Pazy wing Estudio aeroelastico Flutter Divergencia Alas esveltas MATLAB Métodos numéricos Estudio nolineal Aeroelasticitat Avions -- Ales Àrees temàtiques de la UPC::Aeronàutica i espai::Aerodinàmica::Aeroelasticitat |
| Resumo: | Este trabajo aborda el estudio aeroelástico no lineal del ala Pazy mediante una implementación propia en MATLAB. El modelo estructural se basa en una viga de Euler–Bernoulli que incorpora flexión y torsión, discretizada espacialmente mediante funciones de forma para obtener las matrices de masa y rigidez. La carga aerodinámica no estacionaria se modela utilizando la teoría de Theodorsen, lo que permite considerar tanto los efectos circulatorios como no circulatorios. A partir del sistema completo, se construye un modelo reducido proyectándolo sobre los seis primeros modos de vibración, conservando la dinámica esencial con una notable mejora en la eficiencia computacional. El objetivo principal es predecir las inestabilidades por divergencia estática y flutter dinámico a través del análisis modal del sistema acoplado. Aunque los modelos empleados son lineales, el flutter se analiza desde una perspectiva no lineal, considerando su carácter dinámico y dependiente del crecimiento de las oscilaciones. La velocidad de flutter se obtiene mediante el método p − k en el dominio de la frecuencia y se valida con simulaciones temporales usando la función de Wagner y un esquema de integración de Newmark. Por su parte, la velocidad de divergencia se determina a partir de la pérdida de rigidez estática del sistema. Los resultados muestran que, pese a su simplicidad, el modelo reducido ofrece predicciones satisfactorias en comparación con datos de referencia, cumpliendo así los objetivos propuestos. La implementación destaca por su claridad y rapidez de cálculo, lo que la convierte en una herramienta útil tanto para la enseñanza de conceptos aeroelásticos avanzados como para estudios preliminares de diseño. Además, su estructura modular facilita futuras ampliaciones hacia modelos más complejos o el análisis de respuestas a ráfagas y no linealidades geométricas. |
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