Rotor 1

Original model

Rotor 1 is part of a research program to study aspect ratio because the use of high aspect ratio blading can lead to a decrease in the axial length of compressors and therefore a reduction of their size and weight. To investigate the effects of aspect ratio on compressor range and efficiency, two transonic rotors (rotor 1 and 2) were designed and tested. The variation in aspect ratio was based on a change in aerodynamic chord, and the solidity was kept the same by varying the number of blades.

• Original technical report ^[1]:

  @TechReport{hager1974design,
  author      = {Hager, Roy D. and Lewis, George W.},
  title       = {Effect of damper on overall and blade-element performance of a compressor rotor having a tip speed of 1151 feet per second and an aspect ratio of 3.6},
  institution = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States},
  note        = {NASA-TM X-3041, url~: \url{https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018135}, 1974}}  

• Pictures :

  

  Fig1. https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018135 p.68

  

  Fig2. https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018135 p.68

Useful documents

• PDF of the NASA report : rotor1.pdf
• CSV file of the blade geometry : rotor1_original.csv

Geometry

The geometry of rotor 1 is described in the original NASA report by the following tables. The length are in inches and the angles in degrees.

Aerodynamic design

Material properties

Rotor 1 is made of a 200-grade maraging steel

First three natural frequencies (with clamped root) for the mesh:

1. (1F) : 940.8 rad/s / 149.7 Hz
2. (1T) : 3479.2 rad/s / 553.7 Hz
3. (2F) : 5530.2 rad/s / 880.2 Hz

CAD

Le rotor 1 fait partie d'un programme de recherche visant à étudier l’allongement des aubes, car l'utilisation d’un fort allongement peut conduire à une diminution de la longueur axiale des compresseurs et donc à une réduction de leur taille et poids. Pour étudier les effets de cet allongement sur les rendements des compresseurs, deux rotors transsoniques (rotor 1 et 2) ont été conçus et testés. La variation d’allongement entre ces deux rotors a été effectuée grâce à une modification de la corde aérodynamique et la solidité a été maintenue identique en faisant varier le nombre d'aubes.

• Rapport technique original ^[1]:

  @TechReport{hager1974design,
    author           = {Hager, Roy D. and Lewis, George W.},
    institution      = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States},
    title            = {Effect of damper on overall and blade-element performance of a compressor rotor having a tip speed of 1151 feet per second and an aspect ratio of 3.6},
    year             = {1974},
    number           = {NASA-TM X-3041},
    url              = {https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018135},
  }

• Photographies :

  

  Fig1. https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018135 p.68

  

  Fig2. https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018135 p.68

Aube de référence

L'aube de référence est définie par des profils de type arcs circulaires multiples, donnés dans le rapport technique original de la NASA. Les modèles associés sont obtenus avec le code open source OpenMCAD [2].

Géométrie

La géométrie du rotor 1 est décrite dans le rapport d'origine de la NASA par les tableaux suivants. Les grandeurs sont en pouces et en degrés.

Caractéristiques aérodynamiques

Propriétés matériau

Le matériau du rotor 1 est un alliage à base de nickel : un acier maraging de grade 200

Modèle CAO

intrados

extrados

Fréquences propres

Fréquences des trois premiers modes (noeuds du pied d'aube encastrés) pour le maillage :

Aube initiale

L'aube initiale est définie par des paramètres spécifiques obtenus à partir du modèle CAO de l'aube de référence. La géométrie de l'aube initiale est très proche de l'aube de référence

Fréquences propres

Fréquences des trois premiers modes (noeuds du pied d'aube encastrés),

• pour le maillage complet :

• pour le modèle réduit :

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