Prevedere la dinamica post-flutter di pannelli di velivoli supersonici usando il metodo Bifurcation Forecasting = Predicting Post-Flutter Dynamics of Supersonic Panels using Bifurcation Forecasting

Le limit-cycle oscillations (LCO) nell'ambito del flutter dei pannelli sono oscillazioni auto-eccitate di pannelli immersi in flussi supersonici, che si sviluppano a causa dell'instabilità dinamica di tipo aeroelastico. Negli ultimi decenni, la dinamica del comportamento post-flutter è stata studiata utilizzando metodi time-marching, harmonic balance, e nonlinear perturbation. Questi metodi presentano problemi significativi come elevati costi computazionali, scarsa robustezza numerica o necessità di manipolazioni intrusive delle equazioni del modello. Questa tesi ha esplorato un approccio alternativo per prevedere le LCOs del panel flutter utilizzando solo i dati di output di una manciata di risposte transitorie pre-flutter. L'approccio sfrutta il recovery rate fino all'equilibrio nel regime pre-flutter come metrica per prevedere la variazione di ampiezza delle LCOs, considerando un solo parametro di controllo (diagramma di biforcazione). È stato dimostrato che questo approccio è capace di prevedere con precisione le LCOs di altri fenomeni di flutter (come il bending-torsion flutter e whirl flutter) sfruttando solo una frazione del costo computazionale dei metodi time-marching. Questo lavoro indaga per la prima volta l’approccio nel contesto delle LCO per il panel flutter. Lo studio sfrutta i dati di output delle simulazioni transitorie pre-flutter di varie configurazioni di pannelli. I pannelli sono modellati utilizzando una formulazione non lineare di piastre sottili discretizzata tramite il metodo Rayleigh-Ritz e accoppiata con la piston theory del primo ordine. Innanzitutto, i modelli costrutiti sono stati verificati con i risultati presenti in letteratura per pannelli singoli o composti da più baie (multi-bay panels). Dopo aver verificato l'accuratezza del modello, i dati di output pre-flutter sono stati utilizzati per prevedere le LCOs di pannelli isotropi e compositi considerando anche gli effetti termici, le diverse condizioni al contorno e la curvatura del pannello in modo trasversale al flusso. I risultati del nuovo metodo permettono di ricavare i diagrammi di biforcazione delle varie configurazioni dei pannelli ricalcando i risultati di riferimento e sfruttando solo una piccola frazione del costo computazionale del metodo time-marching . Questo approccio ha il potenziale per consentire futuri studi più approfonditi sulle LCOs di problemi di panel flutter a supporto della progettazione di veicoli ad alta velocità.