|
Harmonik kuplaj Döndürme - titreşim kuplajı Sıvı yapı etkileşimi |
|
Kuantum mekanik kuplaj Rotavibrasyonel spektroskopi Vibronik kuplaj Açısal momentum kuplajı Skaler kuplaj |
Çarpıntı inceler titreşimleri bir hava akımı içinde elastik yapılar. Uçak kanadı gibi esnek bir yapı veya Millau gibi büyük bir köprü , hava akışı nedeniyle titreşebilir. Bunun nedeni uçağın hızı veya inşaat mühendisliği çalışmalarındaki rüzgârdır.
Bu titreşimlerin nedenleri iki ana gruba ayrılabilir:
Türbülanstan kaynaklanan titreşimler, rüzgar hızının hiçbir zaman sabit olmaması ve uzayda olduğu kadar zamanda da değişmesinden kaynaklanmaktadır. Bu, bir yapının titremesine neden olabilecek sabit olmayan aerodinamik kuvvetlerle sonuçlanır. Bir uçak durumunda, makinenin geçtiği atmosferin yoğunluğundaki değişim benzer bir problem yaratır. Türbülans kaynaklı titreşimler, büyük süspansiyon ve kablo destekli köprü inşaatçıları için önemli bir sorundur çünkü bu yapılar inşaat aşamaları sırasında çok esnektir. Ayrıca, hava akımına maruz kalan karmaşık şekillere sahip bir yapı, kendi başına, yapıya karşılık olarak etki eden bir türbülans oluşturur. Bu, örneğin uçaklar için titreme olgusuyla ilgili ve uçuş hızını sınırlayabilen durumdur.
Vorteksin neden olduğu titreşimler esas olarak uzun silindirlerle ilgilidir ve özellikle dairesel silindir üzerinde çalışılmıştır. Aeroelastisitede , alternatif vortekslerin ( Bénard - Von Karman vorteksleri ilk keşiflerinin adından) ayrılmasının yarattığı titreşimler , rezonans durumunda bile nadiren zararlıdır. Gerçekte, ulaşılan titreşim genlikleri, yapı ile onu çevreleyen akışkan arasındaki kütle oranına büyük ölçüde bağlıdır. Bu oran ne kadar büyükse, genlikler o kadar düşüktür ve aeroelastisitede yapı ile hava arasındaki kütle oranları açıkça çok yüksektir. Bu, okyanus akıntılarına maruz kalan açık deniz yapıları için geçerli değildir, bunun için vorteks kaynaklı titreşim büyük bir problemdir.
Hareketin neden olduğu titreşimler, ortalama rüzgar hızı "kritik hızın" üzerinde olduğunda tetiklenen aeroelastik dengesizliklerden kaynaklanır. Çalışmaların ve araştırmanın zorluğu genellikle bu kritik hızı, var olduğunda belirlemekle ilgilidir ve asla ulaşılmamasını sağlamaktır. Örneğin, bir uçak için, bu kritik hızın, makinenin ulaşabileceği hızdan daha yüksek olmasını ayarlıyoruz. Benzer şekilde, bir inşaat mühendisliği yapısı için, kurulum sahası için hava tahmini tarafından verilen maksimum rüzgar hızının kritik hızın altında kaldığı doğrulanır. Diğer mühendislik alanlarında yaygın olduğu gibi, bir güvenlik faktörü uygulanmalıdır.
Genellikle " dalgalı " genel terimi altında nitelendirilen birkaç tür aeroelastik kararsızlık vardır :
Klasik şamandıra genellikle esnek kanat profilleriyle ilgilidir. Doğal frekansları aerodinamik kuvvetler tarafından değiştirilen kanadın burulma ve bükülme hareketlerinin birleşmesinden kaynaklanır. Burulma ve bükülme frekansları belirli bir rüzgar hızı için bir araya gelirse, sistemin dinamikleri kararsız hale gelir, çünkü hareket büyük ölçüde artar ve genellikle geminin tahrip olmasına yol açar. Bu problemde, burulma hareketi ile bükülme hareketi arasındaki doğal frekans farkı temeldir: ikincisi ne kadar büyükse, kritik hız o kadar büyük olacaktır. Bu kararsızlığa "frekans karışıklığı kararsızlığı" da denir.
Stall float, a priori bir uçak kanadı kadar iyi profilde olmayan esnek inşaat mühendisliği yapılarıyla ilgilidir. Tek başına eğilme hareketi veya tek başına burulma hareketi için geçerli olan bir dengesizliktir. Rüzgarın ürettiği kuvvetler yapıyı deforme eder. Bu deformasyon hava akışını değiştirir ve bu da deformasyonu değiştirir ve bu böyle devam eder. Kritik bir hızın üzerinde, yapının aerodinamik özelliklerinin, bu salınımların enerjisini artık dağıtamayan yapı tarafından yakalanacağı şekilde olabilir. Titreşim genliği kademeli olarak artar. O halde, "ek sönümlemenin neden olduğu istikrarsızlıktan" bahsedilir. İyi bilinen bir örnek, güvertenin burulma dengesizliğinin bir sonucu olarak 1940'ta çökmüş olan Tacoma Köprüsü'nün örneğidir . Durma şamandırası bir bükülme hareketine uygulandığında, fenomen "dörtnala" olarak adlandırılır.