تمت مناقشة اطروحة الدكتوراه الموسومة” التحليل الخطي واللاخطي للمرونة الهوائية لرفرفة جناح طائرة مع اسطح السيطرة دون سرعة الصوت” للطالب وليد جاسم محيميد في قسم الهندسة الميكانيكية بكلية الهندسة/جامعة بغداد .وقد اشرف على إعداد الأطروحة ا.د. حاتم رحيم وسمي و ا.م.د علي عبد المحسن حسن. وتألفت لجنة المناقشة من ا.د محسن جبر جويج (رئيسا), ا.م.د احمد عبد الحسين (عضوا), ا.م.د محمد ادريس محسن (عضوا), ا.د حسين يوسف محمود (عضوا), ا.د عدنان ناجي جميل (عضوا).
بعد امتحان لجنة المناقشة الطالب في محتويات الأطروحة,قررت اللجنة منح الطالب شهادة الدكتوراه
مستخلص بحث الطالب كالآتي:
يحقق العمل المقدم في المرونة الهوائية الخطية واللاخطية نظريا وعمليا لمقطع جناح-قلاب-عروة في سرعة جريان لاانضغاطية ثنائية الابعاد. سرعة الرفرفة الخطية والتردد يتم توقعها من التحليل الخطي ويتم عرض التعامل الحر اللاخطي للهيكل في مفاصل اسطح السيطرة كدراسة واسعة تتضمن التعامل الحر مع القلاب و العروة كلا على حدة بالاضافة الى الدراسة اللاخطية المعقدة والمتضمنة التعامل الحر للقلاب والعروة معا وبقيمة تبادلية لمقدار زوايا التعامل الحر المستعملة مع العروة والقلاب.
معادلات الحركة الهيكلية مقرونة مع نظرية Theodorsen الهوائية تم توضيفها لتقديم النموذج التحليلي للمرونة الهوائية والذي حلل بطريقة الفضاء-الوضعي لتوقع السرعة الخطية والتردد. استعملت الدالة الخطية متعددة التعريف لتعريف التعامل الحر مع صلابة النابض في اسطح السيطرة. استعمل تكامل رانج-كوتا (Runge-Kutta) مع برنامج ماتلاب (Matlab) لتكامل معادلات المرونة الهوائية لتقديم نظام استجابة مع الزمن ومستوى اسقاط الطور وايضا حساب الاستجابة.
قسمت القياسات العملية الى مرحلتين، المرحلة الاولى تضمنت فحوصات الاهتزاز الارضي الذي استعمل لقياس الخواص الحركية للنموذج أما المرحلة الثانية فتضمنت استعمال النفق الهوائي (0-19) م/ثا الذي استعمل لتوقع سرعة الرفرفة الخطية والاستجابة بالاضافة الى التذبذب الدوري المستمر للتعامل الحر اللاخطي في النموذج العملي وكذلك اضافة صورة الطور واستجابة التردد. محولات طاقة متعددة لقياس الازاحة ربطت مع قارئ بيانات وبرنامج LabVIEW لقياس بيانات النموذج العملي ونتائج الاستجابة المخمدة والمتارجحة. جذر متوسط مربع قيمة السعة لدرجات الحرية في درجة ميل الجناح ودرجة ميل القلاب ودرجة ميل العروة وغطس الجناح في التحليل اللاخطي للعروة والقلاب تم تطبيعها مع حجم فجوة التعامل الحر لتقديم مخطط التشعب مع سرعة جريان الهواء المطبعة.
اظهرت النتائج وجود سرعة هواء واحدة تسبب التذبذب الدوري المستمر في النموذج الخطي. ومن جهة اخرى هناك منطقة متميزة للاستجابة غير الخطية. اولا التذبذب المخمد ثم التارجح المنتظم يبدأ ويستمر مع زيادة سرعة جريان الهواء (≈ 0.4) من سرعة الرفرفة الخطية. في حالة التحليل اللاخطي للتعامل الحر مع العروة فان التردد يقفز من التردد الواطئ الى التردد العالي ( 100%) في سرعة جريان (65% – 72%) من سرعة الرفرفة الخطية وكنتيجة لذلك فان سعة الاستجابة في حركات الميل والغطس للجناح تقل بينما تزداد سعة الاستجابة في درجة ميل القلاب والعروة. التردد يقفز بمقدار 20% تقريبا في النموذج النظري في التحليل اللاخطي للقلاب والمعقد بينما سعة الاستجابة تزداد في درجات الحرية الاربعة مع زيادة سرعة جريان الهواء وايضا تم مناقشة مسار الطور واستجابة التردد.
مدى واسع من تصرف التارجح شوهد مع زيادة سرعة تدفق الهواء مثلا الدوري البسيط والمعقد اضافة الى التارجح الفوضوي. وبشكل عام فان التذبذب الدوري المستمر المقاس عمليا كان اعقد من المحسوب نظريا. ومن جهة اخرى هناك اتفاق جيد بين النتائج النظرية والعملية (2% – 12%) في النظام الخطي واللاخطي للقلاب والعروة. بالاضافة الى ان النتائج اظهرت تزايد عالي للسعة في التحليل اللاخطي المعقد خاصة في استجابة النموذج العملي.
بعد امتحان لجنة المناقشة الطالب في محتويات الأطروحة,قررت اللجنة منح الطالب شهادة الدكتوراه
مستخلص بحث الطالب كالآتي:
يحقق العمل المقدم في المرونة الهوائية الخطية واللاخطية نظريا وعمليا لمقطع جناح-قلاب-عروة في سرعة جريان لاانضغاطية ثنائية الابعاد. سرعة الرفرفة الخطية والتردد يتم توقعها من التحليل الخطي ويتم عرض التعامل الحر اللاخطي للهيكل في مفاصل اسطح السيطرة كدراسة واسعة تتضمن التعامل الحر مع القلاب و العروة كلا على حدة بالاضافة الى الدراسة اللاخطية المعقدة والمتضمنة التعامل الحر للقلاب والعروة معا وبقيمة تبادلية لمقدار زوايا التعامل الحر المستعملة مع العروة والقلاب.
معادلات الحركة الهيكلية مقرونة مع نظرية Theodorsen الهوائية تم توضيفها لتقديم النموذج التحليلي للمرونة الهوائية والذي حلل بطريقة الفضاء-الوضعي لتوقع السرعة الخطية والتردد. استعملت الدالة الخطية متعددة التعريف لتعريف التعامل الحر مع صلابة النابض في اسطح السيطرة. استعمل تكامل رانج-كوتا (Runge-Kutta) مع برنامج ماتلاب (Matlab) لتكامل معادلات المرونة الهوائية لتقديم نظام استجابة مع الزمن ومستوى اسقاط الطور وايضا حساب الاستجابة.
قسمت القياسات العملية الى مرحلتين، المرحلة الاولى تضمنت فحوصات الاهتزاز الارضي الذي استعمل لقياس الخواص الحركية للنموذج أما المرحلة الثانية فتضمنت استعمال النفق الهوائي (0-19) م/ثا الذي استعمل لتوقع سرعة الرفرفة الخطية والاستجابة بالاضافة الى التذبذب الدوري المستمر للتعامل الحر اللاخطي في النموذج العملي وكذلك اضافة صورة الطور واستجابة التردد. محولات طاقة متعددة لقياس الازاحة ربطت مع قارئ بيانات وبرنامج LabVIEW لقياس بيانات النموذج العملي ونتائج الاستجابة المخمدة والمتارجحة. جذر متوسط مربع قيمة السعة لدرجات الحرية في درجة ميل الجناح ودرجة ميل القلاب ودرجة ميل العروة وغطس الجناح في التحليل اللاخطي للعروة والقلاب تم تطبيعها مع حجم فجوة التعامل الحر لتقديم مخطط التشعب مع سرعة جريان الهواء المطبعة.
اظهرت النتائج وجود سرعة هواء واحدة تسبب التذبذب الدوري المستمر في النموذج الخطي. ومن جهة اخرى هناك منطقة متميزة للاستجابة غير الخطية. اولا التذبذب المخمد ثم التارجح المنتظم يبدأ ويستمر مع زيادة سرعة جريان الهواء (≈ 0.4) من سرعة الرفرفة الخطية. في حالة التحليل اللاخطي للتعامل الحر مع العروة فان التردد يقفز من التردد الواطئ الى التردد العالي ( 100%) في سرعة جريان (65% – 72%) من سرعة الرفرفة الخطية وكنتيجة لذلك فان سعة الاستجابة في حركات الميل والغطس للجناح تقل بينما تزداد سعة الاستجابة في درجة ميل القلاب والعروة. التردد يقفز بمقدار 20% تقريبا في النموذج النظري في التحليل اللاخطي للقلاب والمعقد بينما سعة الاستجابة تزداد في درجات الحرية الاربعة مع زيادة سرعة جريان الهواء وايضا تم مناقشة مسار الطور واستجابة التردد.
مدى واسع من تصرف التارجح شوهد مع زيادة سرعة تدفق الهواء مثلا الدوري البسيط والمعقد اضافة الى التارجح الفوضوي. وبشكل عام فان التذبذب الدوري المستمر المقاس عمليا كان اعقد من المحسوب نظريا. ومن جهة اخرى هناك اتفاق جيد بين النتائج النظرية والعملية (2% – 12%) في النظام الخطي واللاخطي للقلاب والعروة. بالاضافة الى ان النتائج اظهرت تزايد عالي للسعة في التحليل اللاخطي المعقد خاصة في استجابة النموذج العملي.
