تعیین مرز ناپایداری فلاتر بال کامپوزیتی با استفاده از ماشین بردار پشتیبان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 سازه‌های هوایی، مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

2 سازه‌های هوایی، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

چکیده

هدف از این مقاله، آموزش ماشین بردار پشتیبان برای تعیین مرز ناپایداری آیروالاستیک فلاتر یک بال کامپوزیتی می‌باشد. بال هواپیما به صورت یک تیر دارای دو درجه آزادی و یک سر گیردار به همراه نیروی پیشران تعقیب کننده و جرم موتور مدل شده است. برای مدل‌سازی بال کامپوزیتی از تئوری لایه‌ای و مدلسازی آیرودینامیکی از تئوری جریان ناپایا با فرض جریان مادون صوت و تراکم ناپذیر در حوزه‌ی زمان استفاده شده است. معادلات حاکم بر حرکت بال با استفاده از روابط لاگرانژ و در نظر گرفتن مد‌های فرضی استخراج گردیده‌اند. سرعت فلاتر خطی نیز با توجه به روش مقدار ویژه محاسبه گردیده است. فرآیند محاسبه سرعت فلاتر به صورت کد نرم‌افزاری تهیه شده است که این کد با توجه به تعداد لایه‌ها، زاویه الیاف در هر لایه، جرم موتور و نیروی پیشران قادر به محاسبه سرعت فلاتر می‌باشد. با توجه به اینکه زمان محاسبات برای تحلیل سرعت فلاتر بالا بوده، در این مقاله برای کاهش هزینه محاسبات از روش ماشین بردار پشتیبان استفاده شده است. جهت آموزش ماشین بردار پشتیبان از تعداد نقاط محدودی که بیانگر ناحیه امن و ناامن می‌باشد، استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد که ماشین بردار پشتیبان می‌تواند به عنوان یک ابزار دقیق و سریع در تشخیص مرز ناپایداری فلاتر بال‌ها باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Determination of the flutter instability boundary of a composite wing using Support Vector Machine

نویسندگان [English]

  • Mojtaba Farrokh 1
  • Mohammad Reza Fallah 2
1 Faculty of Aerospace Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
2 Faculty of Aerospace Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

The main goal of this article is to train a support vector machine in order to determin the boundary of the composite wing aeroelastic instability. Aircraft wing is modeled as a cantilever beam with two degrees of freedom with thrust as a follower force and mass of the engine. For structural modeling of composite wing the layer theory has been used and in the aerodynamic model, the flow has been assumed to be unsteady, subsonic and incompressible. Using the assumed mode method, the wing dynamic equations of the motion have been derived by Lagrange equations. Linear flutter speed according to the eigenvalues of the motion equations has been calculated. The process of flutter speed calculation has been converted to a computer code in which the number of layers, angle of fibers in each layer, the mass of the engine, and the thrust are input variables and the flutter speed is its output. Determination of the instability boundary using this conventional method is time consuming. In this article, a support vector machine has been adopted to reduce the calculation cost. The results indicate that support vector machine can be used in determining the boundary of the wings flutter instability as an accurate and fast tool.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aeroelasticity
  • Flutter
  • Composite wing
  • Support Vector Machine