Coupled problems of fluid and solid mechanics - nonlinear aeroelasticity
Project goals
The project focuses on the improvement of current and development of new methods for numerical simulations of flow induced vibrations of elastic structures in post-critical states after loosing the system stability, when the deformations are large and the system is nonlinear. The post-flutter behavior of a vibrating structure (e.g. airfoil or human vocal fold) in interaction with 2D and 3D incompressible or compressible viscous flow will be modeled. The numerical simulation consists of the finite element and finite volume solution of Navier-Stokes equations together with various turbulence models and coupled with the differential equations describing the structure motion. The time dependent computational domain and a moving grid will be taken into account with the aid of the Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) formulation for large displacements of the structure. The computed results will be partially verified by linear approximations. Experimental studies of post-critical behavior of structures can be destructive and the numerical simulations may foresee such dangerous situations.The project focuses on the improvement of current and development of new methods for numerical simulations of flow induced vibrations of elastic structures in post-critical states after loosing the system stability, when the deformations are large and the system is nonlinear. The post-flutter behavior of a vibrating structure (e.g. airfoil or human vocal fold) in interaction with 2D and 3D incompressible or compressible viscous flow will be modeled. The numerical simulation consists of the finite element and finite volume solution of Navier-Stokes equations together with various turbulence models and coupled with the differential equations describing the structure motion. The time dependent computational domain and a moving grid will be taken into account with the aid of the Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) formulation for large displacements of the structure. The computed results will
Keywords
nonlinearaeroelasticityfluiddynamicsfluid-structureinteractionflow-inducedvibrationsCFD
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 14 (SGA02011GA-ST)
Main participants
České vysoké učení technické v Praze / Fakulta strojní
Ústav termomechaniky AV ČR, v. v. i.Contest type
VS - Public tender
Contract ID
P101-11-0207
Alternative language
Project name in Czech
Sdružené úlohy mechaniky tekutin a těles - nelineární aeroelasticita
Annotation in Czech
Projekt je zaměřen na zdokonalení současných a vývoj nových metod numerických simulací vibrací elastických těles způsobených proudící tekutinou, zejména v nadkritických režimech po ztrátě stability systému, když deformace jsou velké a systém je nelineární. Chování vibrujícího tělesa (např. leteckého profilu nebo lidské hlasivky) bude modelováno po ztrátě aeroelastické stability (flutter) při interakci tělesa s 2D a 3D nestlačitelným i stlačitelným prouděním viskózní tekutiny. Numerické simulace spočívají v řešení Navier-Stokesových rovnic metodou konečných prvků a objemů spolu s různými modely turbulence a vázanými diferenciálními pohybovými rovnicemi tělesa. Časově závislá výpočetní oblast a pohyblivá síť bude vzata v úvahu užitím ALE (Arbitrary Lagrangian-Eulerian) formulace pro velké výchylky tělesa. Vypočtené výsledky budou částečně ověřovány lineárními aproximacemi. Experimentální výzkum pokritických stavů může vést k destrukcím těles a numerické simulace mohou takové nebezpečné situace předvídat.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
BK - Liquid mechanics
CEP - secondary branch
BI - Acoustics and oscillation
CEP - another secondary branch
JU - Aeronautics, aerodynamics, aeroplanes
10305 - Fluids and plasma physics (including surface physics)
10307 - Acoustics
20304 - Aerospace engineering
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The objective of the project was the development of new numerical methods and algorithms for the solution of interaction problems concerning compressible as well as incompressible fluids and non-linear elastic structures by respecting the role of turbulent flow in external and internal aerodynamics. All results achieved by the project are very good (15 papers in IF journals and 1 book chapter).
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2011
Realization period - end
Dec 31, 2015
Project status
U - Finished project
Latest support payment
May 26, 2015
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP16-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Sep 25, 2017
Finance
Total approved costs
7,338 thou. CZK
Public financial support
7,338 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
7 338 CZK thou.
Public support
7 338 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BK - Liquid mechanics
Solution period
01. 01. 2011 - 31. 12. 2015