Contribution to model reduction methods applied to aeroviscoelastic systems

The flutter boundary prediction of complex aeroelastic systems is not an easy task. In most cases, it is due to the large number of degrees of freedom of the aeroelastic models. Additionally, if the latter incorporate a control strategy aiming to suppress the flutter phenomenon, such as the use of viscoelastic treatments, the computational cost and time required to predict the flutter speeds of the resulting aeroviscoelastic model is very high, sometimes unfeasible. In this situation, the use o model reduction techniques turns essential. However, the construction of a modal reduction basis for aeroviscoelastic systems is still a challenge, owing to the inherent frequency- and temperature-dependent behavior of the viscoelastic materials. Thus, the main contribution intended for this master thesis is to propose new efficient and accurate reduction methods in frequency and time domains for aeroviscoelastic system. Two structures are under study in order to assess the quality of the methods developed herein, consisting of a three-layered viscoelastic sandwich flat plate and of a system of industrial interest represented by an aeronautic curved panel with stiffeners. Several analysis are performed in order to characterize each method with respect to its efficiency and accuracy. Some parameters are then assessed to quantify the influence of each one over the final result.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorDissertação (Mestrado)A predição da fronteira do flutter de sistemas aeroelásticos complexos não é uma tarefa simples. Na maioria dos casos esta complexidade advém do número elevado de graus de liberdade dos modelos aeroelásticos. Além disso, se estes últimos integrarem uma estrategia de controle com o objetivo de remover o fenômeno de flutter, tal como o uso de tratamento viscoelástico superficial, os gastos computacionais requeridos para predizer a velocidade crítica do modelo aeroviscoelástico associado são muito altos, as vezes inviáveis. Neste contexto, o uso de técnica de redução de modelos se torna imprescindível. Todavia, a construção de bases de redução para sistemas aeroviscoelásticos ainda é um desafio devido à dependência em frequência e temperatura inerente dos materiais viscoelásticos. Assim, a principal contribuição desta dissertação é propor novos métodos de redução precisos e eficiente nos domínios da frequência e do tempo para sistemas aerovisoelásticos. Duas estruturas são utilizadas para testar a qualidade dos métodos desenvolvidos, sendo uma placa sanduíche plana de três camadas e uma estrutura de interesse industrial representada por um painel aeronáutico curvo com enrijecedores. Várias análises são realizadas para caracterizar cada método em relação a sua precisão e sua eficiência. Na sequência, alguns parâmetros principais são avaliados para quantificar a influência de cada um sobre o resultado final