Αεροελαστικότητα με εφαρμογή σε ανεμογεννήτριες - Βιντεομάθημα

Πρόκειται για συνθετικό μάθημα που εξετάζει τη συζευγμένη αλληλεπίδραση ροής ρευστού με παραμορφωτα στερεά σώματα. Η προσέγγιση στο θέμα γίνεται με θεωρητική/ υπολογιστική ανάλυση.

Στόχοι Μαθήματος

Το μάθημα στοχεύει να διδάξει: Tη γενική θεωρία μαθηματικής ανάλυσης συζευγμένων δυναμικών συστημάτων στα πλαίσια της μηχανικής των συνεχών μέσων, όπου αλληλεπιδρά ροή ρευστού με ελαστική κατασκευή κατασκευή εξετάζοντας το αερoελαστικό ιδιοδιανυσματικό πρόβλημα, τις συνθήκες ευστάθειας καθώς και τη συμπεριφορά στο χρόνο Την αριθμητική προσομοίωση τέτοιων προβλημάτων. Την εφαρμογή στη περίπτωση πλἠρους ανεμογεννήτριας σε διάφορες καταστάσεις λειτουργίας όπως αυτές προσδιορίζονται από το κανονισμό πιστοποίησης

Προαπαιτούμενες Γνώσεις

Αεροδυναμική –θεωρία αεροτομών και πτερύγων – Δυναμική – Ελαστικότητα –Διανυσματικός λογισμός – Διαφορικές εξισώσεις – Αριθμητική Ανάλυση – Χρήση και προγραμματισμός ΗΥ.

Περιεχόμενα

Το συζευγμένο αεροελαστικό πρόβλημα διατυπώνεται στα πλαίσια της αναλυτικής δυναμικής θεωρίας η οποία δίνει τη δυαντότητα διατύοωσης των συνθηκών συνεργασίας μεταξύ του αεροδυναμικού και του ελαστικού μέρους. Για το ελαστικό μέρος παρουσιάζεται η θεωρία δοκού σε σύνθετη καταπόνηση κατ’αρχήν στη περίπτωση μεμονομένης δοκού ενώ στη συνέχεια επεκτείνεται στη περίπτωση σύνθετης κατασκευής που απαρτίζεται από σειρά δοκών. Στη περίπτωση αυτή η σύνθεση στο συνολικό σύστημα γίνεται με βάση τη θεώρηση πολλών σωμάτων. Στο αεροδυναμικό μέρος παρουσιάζεται η θεωρία δίσκου ορμής καθώς και η στροβιλή θεωρία ανωστικών σωμάτων. Μετά τη ολοκλήρωση της διατύοωσης των εξισώσεων, το μάθημα προχωράει στη αριθμητική επίλυση όπου για μεν το ελαστικό μέρος χρησιμοποιείται η μέθοδος των πεπερασμένω  στοιχείων για δε το αεροδυναμικό η μέθοδος των ιδιομορφιών. Για το διακριτό πρόβλημα, διατυπώνεται το πρόβλημα ιδιοτιμών τόσο για την κατασκευή όσο και για το πλήρες σύστημα που επιτρέπει και την ανάλυση ευστάθειας. Στο πεδίο του χρόνου η επίλυση δίνει τη δυνατότητα προσδιορισμού των ακραίων και κοπωτικών φορτίων σε διάφορες καταστάσης λειτουργίας όπως προσδιορίζονται στο κανονισμό πιστοποίησης. Ως εφαρμογή στο μάθημα εξετάζεται η περίπτωση πλήρους ανεμογεννήτριας.