Mathematical Modeling of the Pressure Measurement System in Aircraft Engines

封面

如何引用文章

全文:

详细

The paper considers a linear differential operator and several nonlinear differential and integro-differential operators that form the basis to the equations of vibration of a deformable plate. In the nonlinear operators, the nonlinearity of the bending moment and of the damping forces, as well as the longitudinal force arising from the elongation of the plate due to its deformation are taken into account. Basing on the proposed equations, mathematical models of the mechanical system consisting of a non-deformable pipeline connected at one end with a sensor designed to measure the pressure in the combustion chamber of an aircraft engine and at the other end with this chamber have been developed. The sensitive element of the sensor, which transmits the pressure information, is a deformable plate, whose edges are rigidly fixed. The models take into account the aerohydrodynamic effect of the working medium on this element and the temperature variation over time along the thickness of the element. Using the small parameter method, the first approximation for asymptotic equations is obtained that describes joint dynamics of the working medium in the pipeline and of the sensitive element. The study of the elastic element’s dynamics is based on the application of the Bubnov-Galerkin method and on the numerical experiments in Mathematica 12.0. A comparative analysis of solutions for linear and nonlinear models is performed. The influence of the above-mentioned nonlinearity types on the change in the value of the plate deflection is shown.

作者简介

Andrey Ankilov

Ulyanovsk State Technical University

编辑信件的主要联系方式.
Email: ankil@ulstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5946-8535

Ph. D. in Phys. and Math., Head of the Department, Department of Higher Mathematics

俄罗斯联邦, Ulyanovsk

Petr Velmisov

Ulyanovsk State Technical University

Email: velmisov@ulstu.ru
ORCID iD: 0000-0001-7825-7015

D. Sci. in Phys. and Math., Professor, Department of Higher Mathematics

俄罗斯联邦, Ulyanovsk

Grigory Ankilov

Ulyanovsk State Technical University

Email: ankilov1996@mail.ru
ORCID iD: 0009-0006-6180-0652

Postgraduate Student

俄罗斯联邦, Ulyanovsk

参考

  1. D. B. Giacobbi, C. Semler, M. P. Paidoussis, “Dynamics of Pipes Conveying Fluid of Axially Varying Density”, Journal of Sound and Vibration, 473 (2020), 115202. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2020.115202.
  2. A. R. Abdelbaki, M. P. Paidoussis, A. K. Misra, “A Nonlinear Model for a Hanging Cantilevered Pipe Discharging Fluid with a Partially-Confined External Flow”, International Journal of Non-Linear Mechanics, 118 (2020), 103290. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijnonlinmec.2019.103290.
  3. D. V. Kondratov, T. S. Kondratova, V. S. Popov, M. V. Popova, “Modeling Hydroelastic Response of the Channel Wall Resting on a Nonlinear Elastic Foundation”, Lecture Notes in Mechanical Engineering, 2023, 261–270. DOI: https://doi.org/10.1007/978- 3-031-38126-3_27.
  4. L. I. Mogilevich, E. V. Popova, “Longitudinal Waves in the Walls of an Annular Channel Filled with Liquid and Made of a Material with Fractional Nonlinearity”, Izvestiya VUZ. Applied Nonlinear Dynamics, 31:3 (2023), 365–376. DOI: https://doi.org/10.18500/0869-6632-003040.
  5. P. A. Velmisov, A. V. Ankilov, Yu. V. Pokladova, “On the Stability of Solutions of Certain Classes of Initial-Boundary-Value Problems in Aerohydroelasticity”, Journal of Mathematical Sciences, 259:2 (2021), 296–308. DOI: https://doi.org/10.1007/s10958- 021-05618-6.
  6. A. G. Dmitrienko, S. A. Isakov, E. M. Belozubov, “Pressure Sensors Based on Nano- and Microelectromechanical Systems for Rocket and Aviation Equipment”, Sensors and Systems, 160:9 (2012), 19–25 (In Russ.).
  7. V. Stuchebnikov, Y. Vaskov, E. Savchenko, “Special Pressure Sensors of the Industrial Group «MIDA»”, Components and Technologies, 238:5 (2021), 12–15 (In Russ.).
  8. S. P. Pirogov, D. A. Cherentsov, A. Yu. Chuba, N. N. Ustinov, “Simulation of Forced Oscillations of Pressure Monitoring Devices”, International Journal of Engineering Trends and Technology, 70:2 (2022), 32–36. DOI: https://doi.org/10.14445/22315381/IJETT-V70I2P205.
  9. L. G. Etkin, Vibrofrequency Sensors. Theory and Practice, Bauman MSTU Publ., Moscow, 2004 (In Russ.), 408 p.
  10. J. Ash et al., Sensors of Measuring Systems: In 2 books, Mir Publ., Moscow, 1992 (In Russ.), 419 p.
  11. P. A. Velmisov, Yu. A. Tamarova, “Nonlinear Mathematical Model of Pressure Measurement Systems in Gas-Liquid Media”, Zhurnal Srednevolzhskogo Matematicheskogo Obshchestva, 25:4 (2023), 313–325. DOI: https://doi.org/10.15507/2079- 6900.25.202304.313-325 (In Russ.).
  12. P. A. Velmisov, Yu. V. Pokladova, “Mathematical Modelling of the «Pipeline – Pressure Sensor» System”, Journal of Physics: Conference Series, 1353:1 (2019), 012085_1–012085_6. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1353/1/012085.
  13. P. A. Velmisov, Yu. A. Tamarova, “Mathematical Modeling of the Dynamics of the Aeroelastic «Pipeline – Pressure Sensor» System”, PNRPU Mechanics Bulletin, 2024, no. 2, 69–78. DOI: https://doi.org/10.15593/perm.mech/2024.2.08 (In Russ.).

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Анкилов А.V., Вельмисов П.A., Анкилов Г.A., 2024

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».