Numerische Integration der aeroelastischen Bewegungsgleichungen eines Fluegelprofils.

Abstract

Das dynamische Verhalten von Luft- und Raumfahrtstrukturen im Zeitbereich kann im wesentlichen auf der Basis der Entwicklung nach Eigenschwingungsformen und durch die direkte Integration der Bewegungsdifferentialgleichungen simuliert werden. Letztere Moeglichkeit bildet den thematischen Schwerpunkt dieser Arbeit. Zur numerischen Loesung solcher Anfangswertprobleme sind verschiedene finite Differenzenverfahren entwickelt worden, welche sich vor allem in Rechenzeit, Stabilitaet und Genauigkeit voneinander unterscheiden. Aus diesem Grund werden die gebraeuchlichsten und ein Verfahren hoeherer Ordnung in einheitlicher Schreibweise beschrieben und an einem zunaechst rein elastomechanischen Modell untersucht und diskutiert. die Algorithmen werden dabei in einer Form dargestellt, welche eine unmittelbare Implementierung auf Computern zulaesst. Schliesslich werden die gewonnenen Erkenntnisse zur Loesung eines einfachen aeroelastischen Problems benutzt, und es wird auf einige Besonderheiten, welche bei der Integration der aeroelastischen Bewegungsdifferentialgleichungen auftreten, eingegangen. Die in Beispielrechnungen erhaltenen Ergebnisse fuer drei ausgewaehlte Konfigurationen eines ealstisch gelagerten Fluegelprofils, welches Schlag- und Drehschwingungen ausfuehren kann, werden zusammengetragen und bezueglich der kritischen Geschwindigkeit mit denen verglichen, welche die klassische V,g-Methode liefert.