فِلاتر مطلوب یا نامطلوب!

مترجم :	شهریار صحت
کلید واژه :	فلاتر ـ مطلوب ـ نامطلوب ـ فلاتر شدید ـ آئرودینامیک ـ ارتعاشی ـ نقطه فلاتر 3
چکیده :	فلاتر1 یا لرزش، ناپایداری دینامیکی یک سازه الاستیکی در جریان یک سیال است که توسط بازخورد مثبت بین انحنای2 جسم و نیرویی که توسط جریان سیال ایجاد می‌شود، رخ می‌هد.
منابع :

فلاتر¹ یا لرزش، ناپایداری دینامیکی یک سازه الاستیکی در جریان یک سیال است که توسط بازخورد مثبت بین انحنای² جسم و نیرویی که توسط جریان سیال ایجاد می‌شود، رخ می‌هد. در یک سیستم خطی، نقطه فلاتر³، نقطه‌ای از سازه است که دستخوش حرکت نوسانی ساده (بدون میراگر) است و کاهش نسبی در میرایی، به خود ارتعاشی و شکست احتمالی منجر می‌شود. میرایی خالص می‌تواند به عنوان جمع میرایی مثبت و منفی طبیعی نیروی آئرودینامیک تعریف شود.

فلاتر به دو نوع تقسیم می‌شود:
  1ـ فلاتر شدید⁴ که میرایی خالص، حول نقطه‌ای بسیار نزدیک به نقطه فلاتر، به‌طور ناگهانی کم می‌شود.
2ـ فلاتر ملایم⁵ که میرایی خالص، حول نقطه‌ای بسیار نزدیک به نقطه فلاتر به تدریج کم می‌‌‌شود. 

روش‌های پیش‌بینی فلاتر در سازه‌های خطی، شامل روشP، روش K و روش P_K است. در سیستم‌های غیرخطی، فلاتر به عنوان نوسان سیکل محدود(LCO)⁶ تعریف می‌شود و روش‌های مطالعه سیستم‌های دینامیکی می‌توانند به عنوان تعیین سرعت فلاتر؛ سرعتی که فلاتر رخ می‌دهد، استفاده شوند. 

سازه‌هایی مثل پره‌ها و بال‌ها و نیز دودکش‌ها و پل‌ها که در معرض نیرو‌های آئرودینامیکی قرار می‌گیرند، برای اجتناب از پدیده فلاتر با دقت طراحی می‌شوند. در سازه‌های پیچیده که خواص آئرودینامیکی و مکانیکی را دارند و کاملا فهمیده نمی‌شوند، فلاتر فقط با آزمایش‌های جزیی‌ شده مشخص می‌شود. با تغییر در توزیع جرم یک وسیله هوایی یا سفتی یکی از قسمت‌هایش، فلاتر در قسمت آئرودینامیکی غیر مرتبط دیگری، ایجاد می‌گردد. در ملایم‌ترین حالت آن، فلاتر به شکل وِز‌وِز در سازه‌های هوایی رخ می‌دهد اما در حالت شدید آن، فلاتر به‌صورت غیرقابل مهار با سرعت بالا رخ داده و منجر به آسیب ناگهانی یا شکست سازه می‌شود؛ مثل پرواز 542 بِرانیف⁷. 

 در اغلب موارد، سیستم‌های کنترل اتوماتیک برای جلوگیری یا محدود کردن ارتعاشِ فلاتر سازه‌های مدنظر به کار می‌روند. فلاتر همچنین در سازه‌هایی به غیر از سازه‌های هوایی رخ می‌دهد. یکی از نمونه‌های مشهور فلاتر، پدیده شکست در پل تاکوما نَروز⁸ است. در این پل، فرکانس فلاتر با فرکانس طبیعی پل برابری کرد و آن پل دچار پدیده تشدید شد و در نهایت شکست.

لازم به ذکر است پدیده فلاتر می‌تواند هم مطلوب باشد و هم نامطلوب؛ در واقع فلاتر پدیده آئرودینامیکی ناپایدار کنترل‌شده‌ای است که می‌تواند عمداً استفاده شود و برای تولید برق در آسیاب‌های بادی و در امور دیگری مثل نواختن نغمه‌های موسیقی در کیت‌های موسیقی به کار ‌رود. این پدیده همیشه یک نیروی مخرب نیست؛ اخیراً فرآیندهایی در آسیاب‌های بادی برای انجمن‌های خدمت‌رسانی در توسعه کشورها به طور خاص جهت بهره‌برداری از مزایای این پدیده ایجاد شده‌اند.
 

منبع مجله دانشمند آذر 1393 شماره 614