Development and Validation of a Finite Element Model for Bird Strike Test
DOI:
https://doi.org/10.29114/ajtuv.vol8.iss1.310Ключови думи:
bird strike, SPH, simulation, LS-DYNAАбстракт
A bird strike describes a collision between an aircraft and a bird or a group of birds. A bird strike refers to any collision between a moving vehicle and a fly creatures. Bird strike are studied through experiments or simulations. The testing method produces reliable results, close to reali-ty. However, these practical experiments are expensive and time-consuming. This study performs numerical simulation of bird strike phenomenon using SPH technique. This article presents how to build a bird strike model on LS-DYNA software. The results of the simulation were compared with experiments, demonstrating that the numerical method is a reasonable approach to examine bird strike problems.
Изтегляния
References
<li>Arachchige, B., Ghasemnejad, H., & Yasaee, M. (2020). Effect of bird-strike on sandwich composite aircraft wing leading edge. Advances in Engineering Software, 148, 102839. <a href="https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2020.102839">Crossref</a></li>
<li>Otero, B. F., Herranz, J., & Malo, J. E. (2023). Bird flight behavior, collision risk and mitigation options at high-speed railway viaducts. Science of The Total Environment, 902, 166253. <a href="https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.166253">Crossref</a></li>
<li>Ćwiklak, J., Kobiałka, E., & Goś, A. (2022). Experimental and numerical investigations of bird models for bird strike analysis. Energies, 15, 3699. <a href="https://doi.org/10.3390/en15103699">Crossref</a></li>
<li>Zhang, D., & Fei, Q. (2016). Effect of bird geometry and impact orientation in bird striking on a rotary jet-engine fan analysis using SPH method. Aerospace Science and Technology, 54, 320-329. <a href="https://doi.org/10.1016/j.ast.2016.05.003">Crossref</a></li>
<li>Sun, F., Sun, Q., Ni, L., & Liang, K. (2019). Numerical analysis of anti-bird strike performance in structural connection design for a vertical tail leading edge. Thin-Walled Structures, 144, 106319. <a href="https://doi.org/10.1016/j.tws.2019.106319">Crossref</a></li>
<li>Ekici, F., Gümüş, Ö., Uslu, A., & Kale, U. (2023). An investigation of bird strike cases in the aviation sector with a novel approach within the context of the principal-agent phenomenon: Bird strikes and insurance in the USA. Heliyon, 9(7), e18115. <a href="https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e18115">Crossref</a></li>
<li>Lamanna, G., De Luca, A., Marzocchella, F., Di Caprio, F., Belardo, M., Di Palma, L., & Caputo, F. (2023). Tendency analysis of a tilt rotor wing leading edge under bird strike events. Forces in Mechanics, 10, 100173. <a href="https://doi.org/10.1016/j.finmec.2023.100173">Crossref</a></li>
<li>Pernas-Sánchez, J., Artero-Guerrero, J., Varas, D., & López-Puente, J. (2020). Artificial bird strike on Hopkinson tube device: Experimental and numerical analysis. International Journal of Impact Engineering, 138, 103477. <a href="https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2019.103477">Crossref</a></li>
<li>Juračka, J., Chlebek, J., & Hodaň, V. (2021). Bird strike as a threat to aviation safety. Transportation Research Procedia, 59, 281-291. <a href="https://doi.org/10.1016/j.trpro.2021.11.120">Crossref</a></li>
<li>Liu, J., Li, Y., & Gao, X. (2014). Bird strike on a flat plate: Experiments and numerical simulations. International Journal of Impact Engineering, 70, 21-37. <a href="https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2014.03.006">Crossref</a></li>
<li>Yan, J., Zhang, C., Huo, S., Chai, X., Liu, Z., & Yan, K. (2021). Experimental and numerical simulation of bird-strike performance of lattice-material-infilled curved plate. Chinese Journal of Aeronautics, 34(8), 245-257. <a href="https://doi.org/10.1016/j.cja.2020.09.026">Crossref</a></li>
<li>Liu, J., Liu, Z., & Hou, N. (2019). An experimental and numerical study of bird strike on a 2024 aluminum double plate. Acta Mechanica Solida Sinica, 32, 40-49. <a href="https://doi.org/10.1007/s10338-018-0071-1">Crossref</a></li>
<li>LS-DYNA Keyword User’s Manual. (2021). Livermore Software Technology Corporation. <a href="https://www.dynasupport.com/manuals">Crossref</a></li>
<li>LS-DYNA Theoretical Manual. (2006). Livermore Software Technology Corporation. <a href="https://www.dynasupport.com/manuals">Crossref</a></li>
<li>Gang, L., Ziming, X., Haitao, S., Wei, C., & Zhang, H. (2021). Experimental study on the impact load of internally supported gelatin bird projectiles. Engineering Failure Analysis, 124, 105336. <a href="https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.105336">Crossref</a></li>
<li>Guida, M., Marulo, F., Belkhelfa, F. Z., & Russo, P. (2022). A review of the bird impact process and validation of the SPH impact model for aircraft structures. Progress in Aerospace Sciences, 129, 100787. <a href="https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2021.100787">Crossref</a></li>
<li>Afrasiabi, M., Klippel, H., Roethlin, M., & Wegener, K. (2021). An improved thermal model for SPH metal cutting simulations on GPU. Applied Mathematical Modelling, 100, 728-750. <a href="https://doi.org/10.1016/j.apm.2021.08.010">Crossref</a></li>
<li>Siemann, M. H., & Ritt, S. A. (2019). Novel particle distributions for SPH bird-strike simulations. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 343, 746-766. <a href="https://doi.org/10.1016/j.cma.2018.08.044">Crossref</a></li>
<li>Lopez-Lago, M., Casado, R., Bermudez, A., & Serna, J. (2017). A predictive model for risk assessment on imminent bird strikes on airport areas. Aerospace Science and Technology, 62, 19-30. <a href="https://doi.org/10.1016/j.ast.2016.11.020">Crossref</a></li>
<li>Islam, M. R. I., Bansal, A., & Peng, C. (2020). Numerical simulation of metal machining process with Eulerian and Total Lagrangian SPH. Engineering Analysis with Boundary Elements, 117, 269-283. <a href="https://doi.org/10.1016/j.enganabound.2020.05.007">Crossref</a></li>
<li>Zhang, N., Klippel, H., Kneubühler, F., Afrasiabi, M., Röthlin, M., Kuffa, M., Bambach, M., & Wegener, K. (2023). Study on the effect of wear models in tool wear simulation using hybrid SPH-FEM method. Procedia CIRP, 117, 414-419. <a href="https://doi.org/10.1016/j.procir.2023.03.070">Crossref</a></li>
<li>Nguyen, T. A., & Tran, T. T. (2020). Drilling modelling using computer simulation. International Journal of Scientific & Technology Research, 9(10), 171-174.</li>
<li>Rod, O., Molkov, O., Lutsenko, N., Bolshikh, A., & Storchak, A. (2023). Effect of preloaded state slat structure on the stress–strain state of simulation bird strike. Aerospace Systems. <a href="https://doi.org/10.1007/s42401-023-00236-3">Crossref</a></li>
<li>Fu, Q., Wang, N., Shen, M., Song, N., & Yan, H. (2016). A study of the site selection of a civil airport based on the risk of bird strikes: The case of Dalian, China. Journal of Air Transport Management, 54, 17-30.</li>
<li>Hedayati, R., & Sadighi, M. (2015). Bird Strike: An Experimental, Theoretical and Numerical Investigation. Woodhead Publishing.</li>
<li>Smetankina, N., Kravchenko, I., Merculov, V., Ivchenko, D., & Malykhina, A. (2020). Modelling of bird strike on an aircraft glazing. In M. Nechyporuk, V. Pavlikov, & D. Kritskiy (Eds.), Integrated Computer Technologies in Mechanical Engineering (Vol. 1113, pp. 325-333). Springer, Cham. <a href="https://doi.org/10.1007/978-3-030-37618-5_25">Crossref</a></li>
<li>Tung, T. T., Nhi, N. Y., & Anh, N. T. (2021). A study on simulation of metal cutting process based on LS-Dyna. Journal of the Technical University of Gabrovo, 62, 47-55.</li>
<li>Wilbeck, J. (1977). Impact behavior of low strength projectiles. AFML-TR-77-134 Air Force Materials Lab, Air Force Wright Aeronautical Lab, Wright-Patterson Air Force Base, OH.</li>
<li>Zhang, Z., Li, L., & Zhang, D. (2018). Effect of arbitrary yaw/pitch angle in bird strike numerical simulation using SPH method. Aerospace Science and Technology, 81, 284-293. <a href="https://doi.org/10.1016/j.ast.2018.08.010">Crossref</a></li>
</ul>
Downloads
Публикуван
How to Cite
Брой
Раздел (Секция)
License
СПОРАЗУМЕНИЕ ЗА ПУБЛИКУВАНЕ
Годишника на Технически университет - Варна (ГТУВ) цели да гарантира, че постъпващите статии се публикуват, като същевременно се предоставя значителна свобода на публикуващите ги автори. За изпълнение на тази цел, ГТУВ поддържа гъвкава политика относно авторските права, което означава, че няма прехвърляне на авторски права от автора на издателя, а авторите запазват изключително авторско право върху интелектуалното си произведение.
При изпращане на статия, Отговорния автор трябва да се съгласи и приеме правилата и условията за публикуване, изложени в настоящото Споразумение за публикуване, които са както следва:
ПРЕДОСТАВЯНЕ НА ПРАВА ОТ ОТГОВОРНИЯ АВТОР
Отговорния автор предоставя на ГТУВ за времето на пълния срок на авторското право и всяко следващо удължаване или подновяване, следното:
• Неотменимо, неизключително право да публикува, възпроизвежда, предоставя, разпространява или по друг начин използва предоставената работа в електронни и печатни издания и в производни произведения в целия свят, на всички езици и във всички известни съществуващи или в последствие възникнали медии.
• Неотменимо, неизключително право да създава и съхранява електронни архивни копия на работата, включително правото да депозира предоставената работа в дигитални хранилища с отворен достъп.
• Неотменимо, неизключително право на лицензиране на други лица да възпроизвеждат, превеждат, преиздават, предоставят и разпространяват предоставената работа при условие, че авторите са надлежно идентифицирани (за момента това се извършва чрез публикуване на произведението под лиценз Creative Commons Attribution 4.0 Unported).
С предоставянето на работата за публикуване, авторските права върху материала остават на авторите. Авторите запазват всички патентни, търговски марки и/или други права върху интелектуалната си собственост.
ЗАДЪЛЖЕНИЯ НА ОТГОВОРНИЯ АВТОР И СЪАВТОРИТЕ
При последващо разпространение или повторно публикуване на предоставената работа, Отговорния автор се съгласява да идентифицира ГТУВ, в който е публикувано произведението като първоначален източник на първото публикуване на работата. Отговорния автор гарантира, че съавторите също ще посочват ГТУВ като източник на първото публикуване, когато разпространяват, преиздават или се позовават на настоящата работа в бъдещи свои публикации.
ГАРАНЦИИ ОТ СТРАНА НА ОТГОВОРНИЯ АВТОР
Отговорния автор гарантира че предоставената за публикуване работа не нарушава никои действащи нормативни разпоредби или законни права на която и да е трета страна. Същия гарантира че работата не съдържа какъвто и да е материал, който може да се възприеме от читателската аудитория като неетичен, компрометиращ, нехуманен, расистки, клеветнически и/или нарушаващ авторски и/или имуществени права, права на интелектуална собственост или поети ангажименти за поверителност към трети страни. Отговорния автор гарантира че предоставеният материал е с оригинално съдържание, не е официално публикуван в никое друго издателство, както и че не е в процес на публикуване пред други издателства. Отговорния автор също така гарантира че притежава съответните правомощия да сключи настоящото споразумение. Ако предоставяната работа е подготвена съвместно с други съавтори, Отговорния автор гарантира че всички останали съавтори са информирани и са съгласни предоставения материал да бъде публикуван в ГТУВ.
Отговорния автор лично (или от името на авторския колектив) дава съгласието си да не въвлича по никакъв начин ГТУВ като страна в каквито и да било научни, академични, административни и/или съдебни спорове, в случаите на установени нарушения на горепосочените декларации и гаранции.
ПРАВА И ЗАДЪЛЖЕНИЯ НА ГТУВ
ГТУВ се съгласява да публикува предоставения материал, в случаите когато същия отговаря напълно на всички необходими качествени, технически и редакционни изисквания, като го идентифицира еднозначно с авторите му. В следствие на настоящото споразумение, на ГТУВ се предоставя правомощие да упражнява права при необходимост от името на авторите върху трети лица, като например в случаите на установено плагиатство, нарушаване на авторски права и др.
Декларация за поверителност на лични данни
Вашите имена и имейл адреси, въведени в уебсайта на ГТУВ, ще бъдат използвани само и изключително за обявените цели на настоящото списание и няма да бъдат използвани за никакви други цели от издателя или предоставяни на друга - трета страна.
Издателят се задължава да извърши всички необходими действия, цялата предоставена лична информация да остане конфиденциална, в рамките на издателя и да не бъде споделена с външни обекти или субекти, освен ако не е дадено предварително изрично разрешение от собственика на личните данни.
Вашата лична информация няма да бъде обект на продажба, разпространение или публикуване по какъвто и да е начин и под каквато и да е форма.
