Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed ZeiaeiRad,Mohammad Mashayekhi
سعید ضیائی راد (استاد راهنما) محمد مشایخی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Reza Hedayati
رضا هدایتی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
: One of the most efficient methods in bird strike analysis is the finite element method. In this study, first three numerical methods namely Lagrange, SPH and ALE have been used in order to investigate bird strike incident. In order to compare the results obtained from three methods, pressures at the center of impact and also deformation of bird models have been compared. Results indicate that all the three methods are able to predict the pressure at the center of impact almost accurately in both perpendicular and inclined impacts. Next a bird model with geometry similar to a real bird (Bufflehead Duck) is introduced and compared to traditional bird models and also to experimental data. Modelling a bird with a realistic body shape makes it possible to investigate the effect of bird orientations in the bird strike on structures. A bird can impact a part of an airplane from its head, tail, bottom or wings. Any of these orientations can have a different effect on the response and thus the integrity of an airplane part. Since all birds do not have the same body shapes and sizes, and, since, it is not always convenient to model a complex bird body, four substitute bird models are introduced. The models results are then compared in order to determine the best substitute bird which can properly model the pressure and force exerted by real birds when impacting from different orientations. Based on the numerical simulations, it can be concluded that the impact from bird bottom side is the most damaging scenario while the tail side impact is the less dangerous one. It was also found that for the tail side impact scenario, a hemispherical-ended cylinder shows the best results, while for the bottom side impact scenario, an ellipsoid can be the best candidate for the bird substitute model. In order to investigate the effect of orientation of bird more thoroughly, a real mallard anatomy is numerically created from CT images and then used for analysis by SPH method. The result produced by the real bird is compared to that of the traditional bird models. The effects of considering the cavities, air, and different orientations at which a mallard strikes a target are also investigated. In order to study the effect of orientation of bird on bird strike events, four impact scenarios were considered and simulated: the impact from bottom, head, tail and wing sides. It was found again that the impact from the bottom side is the most damaging scenario, while the impact from the wing side is the safest impact scenario. Finally, bird impact against an airplane tailplane is investigated. Different tailplanes types, i.e. with or without foam core and different layup thicknesses have been considered, and their results have been compared to each other. Keywords : Bird Strike, Tailplane, SPH, ALE, Lagrangian, Horizontal Stabilizer, Finite Element Method.
تصادم پرنده با هواپیما که به عنوان "برخورد پرنده" شناخته میشود، پدیده ای معمول و در عین حال خطرناک است. در صنایع هوایی، تلاش می شود سطوح خارجی بالگرد و هواپیما به گونه ای طراحی شوند که پرنده را پس از برخورد منحرف و یا انرژی برخورد را تا حد زیادی جذب کنند. به دلیل هزینه زیاد انجام آزمون عملی برخورد پرنده، نیاز به روش های عددی مدل سازی دقیق، کارا و کم هزینه احساس می شود. با گسترش روش های عددی در تحلیل مساله برخورد، استفاده از روش های عددی برای تحلیل برخورد پرنده با مکان هایی از سطح هواپیما که انجام آزمون عملی در آنها هزینه بر و مشکل است، رو به افزایش است. یکی از کاراترین روش های عددی برای بررسی مساله برخورد پرنده، روش اجزای محدود می باشد. در این پایان نامه، پیشینه کارهای انجام شده در زمینه برخورد پرنده ارایه می شود؛ در ادامه روش های متداول برای حل مسایل برخورد پرنده، یعنی (SPH) و هیدرودینامیک ذره ای هموارشده (ALE) لاگرانژ، اویلری-لاگرانژی انتخابی معرفی شده و معادلات حاکم بر هر یک بیان می شود؛ سپس روش های تئوریکی که تاکنون برای حل مسایل برخورد پرنده ارایه شده است، بیان می شود. در ادامه آزمون های تجربی که از آن ها برای تاییدکردن نتایج عددی استفاده می شود، معرفی و ارایه می شود. برخورد عددی عمود و مورب یک مدل پرنده با جرم 8/1 کیلوگرم به سطحی صلب نیز توسط سه روش لاگرانژ، SPH و ALE در این تحقیق انجام گرفته و نتایج آنها با نتایج نظری و تجربی موجود مقایسه شده است. سه روش بهکار گرفته شده میتوانند برخورد پرنده را با دقت بالایی مدل سازی کنند. تاثیر جهت برخورد پرنده بر روی توزیع فشار روی سطح نیز بررسی شده است. یک پرنده میتواند از سمت سر، زیر، دم یا بال به هواپیما برخورد کند. از این رو برای بررسی اثر جهت برخورد پرنده، از دو مدل SPH با هندسه تقریبی و دقیق استفاده شده است. نتایج تحلیل نشان می د هد که برخورد از جهت زیر و دم به ترتیب مخربترین و بی خطرترین نوع برخورد هستند. در پایان برخورد پرنده با سازه لبه جلویی دم پایدارکننده هواپیما بررسی میشود. برای این هدف دو نوع لایه بندی بدون و شامل هسته ی فومی درنظر گرفته می شوند و برای هریک ضخامت های بهینه ورق های آلومینیومی به دست می آید. کلمات کلیدی : برخورد پرنده، دم افقی هواپیما، مرغابی، سی تی اسکن، ALE ،SPH

ارتقاء امنیت وب با وف بومی