Flutter acontece quando a frequência de dois modos coincide. Esses modos devem ser de natureza diferente, para que suas freqüências possam se mover em direções diferentes. Exemplos típicos são modos elásticos (com autofreqüências independentes da velocidade) e modos aerodinâmicos (com autofreqüências proporcionais à velocidade). Quando a velocidade de vôo aumenta, o modo aerodinâmico torna-se mais rápido (pense na pressão dinâmica, como a rigidez da mola em um sistema de massa de mola), enquanto o modo elástico permanece constante. Em algum momento ambos têm a mesma freqüência, mas a vibração já aparecerá quando eles estiverem próximos o suficiente para que cada um construa a amplitude do outro. Isso se tornará mais eficiente quando as freqüências forem idênticas, mas isso é acadêmico: quando a vibração começa, é uma má ideia acelerar mais.
Exemplo para um modo elástico: flexão de asa. O primeiro modo é apenas as pontas se movendo para cima e para baixo, o segundo modo é uma ponta para cima, o outro para baixo, que irá girar a fuselagem, o terceiro modo (ou para pedantes: O segundo modo simétrico) é novamente ambas as pontas para cima, mas agora com a seção midspan se movendo para baixo e assim por diante. Eles são harmônicos (como as oscilações das cordas da guitarra), então suas freqüências estão em uma proporção fixa, com a primeira modalidade tendo a menor frequência. Veja abaixo, de cima para baixo.
Exemplo para um modo aerodinâmico: Aileron flutter, modo fast-period (especialmente quando acoplado ao modo de flexão em asas voadoras).
Para mim, seus diagramas não fazem sentido. Eles devem se parecer mais com isso:
EDITAR:
Com os comentários da Shellp, percebi que a resposta acima é muito simples. As linhas no gráfico são para o caso estático da vibração elástica. Uma vez que esta asa se mova através do ar, o seu movimento irá alterar as forças aerodinâmicas locais, o que irá modificar os modos de flutter. As forças aerodinâmicas induzidas pelo movimento neutralizam o movimento elástico a baixas velocidades, adicionando amortecimento (negativo, porque reduzem o movimento). Com o amortecimento, a frequência do modo é reduzida.
Em velocidades mais altas, atrasos no acúmulo de pressões significam que agora as forças aerodinâmicas ficam atrás do movimento, e uma vez que esta defasagem excede um quarto de um período, elas produzem um amortecimento positivo (este é um texto infeliz, então fique comigo. termo é um número negativo quando realmente amortece o movimento, mas quando o termo se torna positivo em velocidades mais altas, ainda é chamado de amortecimento, mas agora o movimento é excitado em vez de amortecido no senso comum. de agora em diante).
Esta excitação agora aumenta a frequência de flutter, então, na realidade, os dois fenômenos de flutuação agora ficam presos juntos. O primeiro gráfico na pergunta acima mostra a frequência a diminuir com a velocidade, o que parece pouco comum para mim. O segundo gráfico mostra este bloqueio com um aumento na freqüência em relação à velocidade, mas em freqüências muito altas (deve ser uma estrutura pequena). Se você quiser, a excitação está empurrando a freqüência elástica para cima, então ambos se encaixam sem convergir completamente. Mas isso não pode durar para sempre - em velocidades mais altas eles devem divergir, mas na realidade a estrutura está sobrecarregada muito antes que isso aconteça.