Режим авторотации при исследовании математической модели аэродинамического маятника в потоке среды

  • Dmitry Valeryevich Belyakov Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) http://orcid.org/0000-0001-5093-2963

Аннотация

Работа посвящена построению и исследованию математической модели автоколебаний аэродинамического маятника в потоке среды. В качестве модели воздействия среды на тело принята модель квазистатического обтекания пластинки средой. Согласно этой гипотезе, аэродинамические силы, действующие на тело, прикладываются в центре давления. В рассматриваемой задаче центр давления является подвижным относительно пластинки. Получены уравнения движения для рассматриваемого тела. Проведен переход к новым безразмерным переменным. Показано нарушение единственности при определении угла атаки. Проведен параметрический анализ областей неоднозначности. Исследуется вопрос о существовании различных стационарных режимов. Найдены все стационарные точки, являющиеся решениями уравнений равновесия. Проведено исследование устойчивости положения равновесия, соответствующего состоянию покоя, в котором реализован критерий Гурвица и изображена область устойчивости. Показано существование нетривиального режима авторотации, при котором тело быстро вращается и его центр давления осуществляет периодические автоколебания. При помощи метода осреднения для этого режима получены оценки средних значений угловой скорости и координаты центра масс. В математическом пакете MATLAB 18 написан комплекс программ, позволяющий проводить численное интегрирование уравнений, описывающих колебания тела, для того, чтобы подтвердить полученные теоретические результаты.

Сведения об авторе

Dmitry Valeryevich Belyakov, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

доцент кафедры компьютерной математики, Институт № 8 "Информационные технологии и прикладная математика", кандидат технических наук

Опубликована
2022-07-20
Как цитировать
BELYAKOV, Dmitry Valeryevich. Режим авторотации при исследовании математической модели аэродинамического маятника в потоке среды. Современные информационные технологии и ИТ-образование, [S.l.], v. 18, n. 2, july 2022. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/864>. Дата доступа: 29 sep. 2022
Раздел
Научное программное обеспечение в образовании и науке

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)