Numerical simulations of bird strikes with the use of various equations of state

• Autorzy: Ćwiklak Janusz

Identyfikatory

DOI

10.2478/jok-2020-0065

Warianty tytułu

PL

Symulacje numeryczne zderzeń ptaków ze statkiem powietrznym z wykorzystaniem różnych równań stanu

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper presents results of numerical analyses of the collision of various bird models(dummies) with a helicopter windshield. Three different numerical bird models were elaborated. According to the subject literature, applying an appropriate equation of state has an influence on impact parameters. The author used the LS_DYNA software package. This is a computational code designed to analyse fast-changing phenomena by means of the finite-element method. SPH method has been used for bird strike simulations. In the research, three different equations of state have been used: Grüneisen's, polynomial and tabulated.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki analiz numerycznych zderzenia różnych modeli ptaka z oszkleniem helikoptera. Opracowano trzy różne modele numeryczne ptaka. Jak wynika z analizy literatury przedmiotu badań zastosowanie odpowiedniego równania stanu (EOS, Equation of State) wpływa na parametry zderzenia. W badaniach wykorzystano pakiet oprogramowania LS-DYNA. Jest to kod obliczeniowy do analizy zjawisk szybkozmiennych metodą elementów skończonych. Modele ptaków opracowano z wykorzystaniem metody SPH. W analizach uwzględniono trzy różne równania stanu, takie jak: Grüneisena, wielomianowej oraz w postaci stabelaryzowanej.

Słowa kluczowe

EN

bird strikes; numerical simulation; equations of state

PL

zderzenia z ptakami; symulacja numeryczna; równania stanu

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONBiN
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 50, iss. 3
• Strony: 333--357
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ćwiklak Janusz

• Military University of Aviation (Lotnicza Akademia Wojskowa)

Bibliografia

• 1. Ansari H.: Bird strike damage analysis on a model of a business jet composite wing leading edge. Unpublished MSC by Research Thesis. Coventry: Coventry University, 2016.
• 2. Cwiklak J.: Study of aircraft collisions with birds - numerical analysis. Biblioteka Problemów Eksploatacji, Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji, Radom 2016.
• 3. Hedayati R.: Sadighi M.: Bird strike: An Experimental, Theoretical and Numerical Investigation, Woodhead Publishing in Mechanical Engineering, an Imprint of Elsevier, Cambridge, England, 2016.
• 4. Hedayati R., Ziaei-Rad S.: Effect of bird geometry and orientation on bird-target impact analysis using SPH method. International Journal of Crashworthiness, 17 (4), 2012.
• 5. Hedayati R., Ziaei-Rad S., Eyvazian A.: Bird strike analysis on a typical helicopter windshield with different lay-ups. Journal of Mechanical Science and Technology 28 (4), 2014.
• 6. Heimbs S.: Computational methods for bird strike simulations: A review. Computers and Structures, Vol. 89, 2011.
• 7. Huertas-Ortecho C.: Robust Bird-strike modeling using LS-DYNA. Master thesis, University of Puerto Rico, 2006.
• 8. Lavoie M., Gakwaya A., Nejad Ensan M., Zimcik G.: Review of existing numerical methods and validation procedure available for bird strike modelling. ICCES, Vol. 2, No. 4, 2007.
• 9. Delsart D., Boyer F., Vagnot A.: Assessment of a substitute bird model for the prediction of bird-strike of helicopters structures, Proceedings of the 7th International Conference on Mechanics and Materials in Design Albufeira/Portugal 11-15 June 2017. Editors J.F. Silva Gomes and S.A. Meguid, Publ. INEGI/FEUP 2017.
• 10. LS-DYNA Keyword User’s Manual, Vol. I, Livermore Software Technology Corporation, USA 2007.
• 11. McCallum S.C., Constantinou C.: The influence of bird-shape in bird-strike analysis. 5th European LS-DYNA Users Conference, Paper No. 2c-77, Birmingham, United Kingdom 2005.
• 12. Nizampatnam LS.: Models and methods for bird strike load predictions. PhD thesis, Wichita State University 2007.
• 13. Smojver I., Ivančević D.: Advanced Modelling of Bird Strike on High Lift Devices Using Hybrid Eulerian–Lagrangian Formulation. Aerospace Science and Technology, vol. 23, no. 1, 2012.
• 14. Wang F.S., Yue Z.F., Yan W.Z.: Factors study influencing on numerical simulation of aircraft windshield against bird strike, Shock and Vibration, Vol. 18, 2011.
• 15. Wilbeck J.S.: Impact behavior of low strength projectiles, Report No. AFML-TR-77-34, Air Force Materials Lab., Air Force Wright Aeronautical Lab’s, Wright-Patterson Air Force base, 1977.
• 16. Certification Specifications for Large Rotorcraft, CS-29, Amdt 2, 2011.
• 17. N109TK, EW/C2011/07/10, AAIB Bulletin, 3/2012.
• 18. http://www.agustawestland.com/product/helicopters/aw109-power-2.
• 19. https://grabcad.com/library/augusta-a-109-1.
• 20. https://en.wikipedia.org/wiki/White_stork.