MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798263350567
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32309768
■035    ▼a(MiAaPQ)GeorgiaTech77799
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a532.0527
■1001  ▼aHayajnh,  Mahmoud.
■24510▼aDevelopment  of  Parametric  Rotor  Control  Equivalent  Turbulence  Input  Models
■260    ▼a[Sl]▼bGeorgia  Institute  of  Technology▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a155  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-05,  Section:  A.
■500    ▼aAdvisor:  Prasad,  J.  V.  R.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Georgia  Institute  of  Technology,  2025.
■520    ▼aTurbulence  modeling  and  simulation  is  crucial  for  evaluating  the  ability  of  rotary  wing  vehicles  to  perform  tasks  in  adverse  weather  conditions.  For  this,  models  that  replicate  the  effect  of  turbulence  on  vehicles,  and  that  are  relevant  to  flight  testing  and  simulations  are  required.  This  study  focuses  on  exploring  the  methodology  to  develop  Rotor  Control  Equivalent  Turbulence  Input  (RCETI)  models.  These  models  aim  to  generate  control  inputs  that  produce  rotor  responses,  and  thus,  vehicle  responses,  that  are  stochastically  similar  to  the  response  in  atmospheric  turbulence.  Unlike  existing  vehicle-specific  Control  Equivalent  Turbulence  Input  (CETI)  models,  the  rotor-specific  models  developed  in  this  study  offer  a  more  generalized  approach.  Since  these  models  are  rotor-specific,  parametric  models  can  be  developed  as  function  of  rotor  parameters  only.  This  approach  effectively  reduces  the  parameter  space  for  the  generalization  of  these  models  to  be  scaled  and  applied  to  various  rotorcraft  configurations.  Utilizing  these  models  allows  for  simulation  of  the  behavior  of  different  rotorcraft  configurations  in  various  flight  scenarios,  without  the  need  for  actual  flight  testing  in  turbulent  conditions.Currently,  Control  Equivalent  Turbulence  Input  (CETI)  models  have  been  developed  for  specific  vehicles,  and  they  are  not  transferable  to  other  types  of  rotorcraft.  Creating  parametric  models  that  can  be  scaled  and  applied  to  multiple  types  of  rotorcraft  can  reduce  the  time  and  cost  of  developing  models  for  new  rotorcraft  vehicles,  as  they  can  be  adapted  and  scaled  to  various  configurations.  By  utilizing  hub-loads  as  outputs  and  swashplate  deflections  as  inputs,  rotor-specific  CETI  models  can  be  developed.  This  recognizes  that  the  stochastic  characterization  of  vehicle  response  to  turbulence  is  primarily  driven  by  stochastic  characterization  of  rotor  hub  loads.  The  use  of  hub  loads  as  outputs  captures  the  aerodynamic  forces  and  moments  induced  by  turbulence,  while  the  swashplate  angles  serve  as  control  inputs  influencing  the  blade  pitch  angles.  This  focused  approach  reduces  the  parameter  space  and  enables  efficient  scalability  of  the  models  to  different  rotorcraft  types.  Additionally,  these  models  can  be  extended  to  multi-rotor  vehicles  by  applying  them  to  each  rotor  individually.To  demonstrate  the  feasibility  and  effectiveness  of  the  RCETI  approach,  FLIGHTLAB  is  utilized  to  develop  a  comprehensive  nonlinear  helicopter  model  representative  of  a  UH60  Blackhawk  helicopter.  The  model  incorporates  a  33-state  inflow  model  and  accounts  for  the  elasticity  of  the  rotor  blades.  This  nonlinear  model  accurately  captures  the  dynamic  loads  experienced  by  the  rotor  system.  By  performing  a  linearization  around  a  periodic  equilibrium,  first-order  linear  time  periodic  (LTP)  approximations,  which  account  for  the  coupled  dynamics  of  the  body,  rotor,  and  inflow,  are  derived  from  the  nonlinear  model.  To  facilitate  the  analysis  of  developing  RCETI  models,  the  LTP  approximations  are  further  transformed  into  linear  time-invariant  (LTI)  approximations  using  the  harmonic  decomposition  methodology.  The  fidelity  of  the  resulting  LTI  approximation  is  evaluated  by  comparing  its  predictions  with  data  from  nonlinear  simulations,  both  in  the  frequency  and  time  domains.  This  assessment  ensures  the  accuracy  and  reliability  of  the  LTI  approximations  for  subsequent  analysis.  A  comparison  of  vehicle  response  spectra  to  hub  load  spectra  due  to  turbulence  revealed  that  the  rotor  is  the  primary  load-producing  element  in  turbulence,  supporting  the  use  of  hub  loads  as  outputs  in  the  RCETI  models.  Using  the  developed  LTI  approximations,  RCETI  models  are  created  by  employing  swashplate  angles  as  inputs.  It  is  found  that  RCETI  models  can  effectivity  replicate  the  vehicle  response  to  turbulence.
■590    ▼aSchool  code:  0078.
■650  4▼aTurbulence  models
■650  4▼aNeural  networks
■650  4▼aVehicles
■650  4▼aFluid  mechanics
■650  4▼aTransportation
■690    ▼a0800
■690    ▼a0204
■690    ▼a0709
■71020▼aGeorgia  Institute  of  Technology.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-05A.
■790    ▼a0078
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17360440▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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