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ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_2:accueil [2022/09/15 12:13] – [Original model] antoinelemery | public:modeles:rotor_02:accueil [2023/04/15 14:23] – [Propriétés matériau] ikrambeghdadi |
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<pane id="tab-en"> | <pane id="tab-en"> |
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<btn type="warning" size="md" modal="modal_en">Downloadable files</btn> | <callout type="warning" icon="true"> |
<modal id="modal_en" title="Open access"> | Model generation in progress. |
**[[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/nasa/rotor02|Git project]]** | </callout> |
</modal> | |
| ===== About ===== |
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===== Original model ===== | |
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Rotor 2 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. | Rotor 2 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. |
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* Original technical report [(cite:reid1974design>Reid. «Performance of a transonic compressor rotor with an aspect ratio of 6.5 » 1974. {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136|pdf}})]: <code>@TechReport{reid1974design, | * Original technical report [(cite:reid1974design>Reid. «Performance of a transonic compressor rotor with an aspect ratio of 6.5 » 1974. {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136|pdf}})]: <code>@TechReport{reid1974design, |
author = {Reid, L. and Tysl, Edward R.}, | author = {Reid, L. and Tysl, Edward R.}, |
title = {Performance of a transonic compressor rotor with an aspect ratio of 6.5}, | date = {1974}, |
institution = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States}, | institution = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States}, |
note = {NASA-TN D-7662, url~: \url{https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136}, 1974 }} | title = {Performance of a transonic compressor rotor with an aspect ratio of 6.5}, |
| number = {NASA-TN D-7662}, |
| url = {https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136}, |
| } |
</code> | </code> |
* Picture : | * Picture : |
{{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_2:gene_aubes_nasa_image_rotor2.png?300 |}} | {{ :public:modeles:rotor_2:gene_aubes_nasa_image_rotor2.png?300 |}} |
<caption>Fig1. https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136 p.61 </caption> | <caption>Fig1. https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136 p.61 </caption> |
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===== Useful documents ===== | |
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* PDF of the NASA report : {{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_2:rotor2.pdf |}} | <callout type="info" icon="true" title="Useful documents"> |
* CSV file of the blade geometry : {{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_2:rotor2_original.csv |}} | * {{ :public:modeles:rotor_2:rotor2.pdf | NASA technical report}} (.pdf) |
| * {{ :public:modeles:rotor_2:rotor2_original.csv | geometrical parameters file}} (.csv), usable as input of OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes>Kojtych S., Batailly A. «OpenMCAD, an open blade generator: from Multiple-Circular-Arc profiles to Computer-Aided Design model» 2022. {{ https://hal.science/hal-03923093|code en libre accès}})] to generate reference blade models. |
| </callout> |
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===== Geometry ===== | |
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| ===== Reference blade ===== |
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| The **reference blade** is defined with multiple-circular arc profiles[(cite:Crouse_1969_computer)] given in the original NASA report[(cite:hager1974design)]. Corresponding models are computed with the open-source code OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)]. |
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| ==== Geometry ==== |
The geometry of rotor 2 is described in the [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136|original NASA report]] by the following tables. The length are in inches and the angles in degrees. | The geometry of rotor 2 is described in the [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136|original NASA report]] by the following tables. The length are in inches and the angles in degrees. |
{{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_2:gene_aubes_nasa_geom_rotor2.png?400 |}} | {{ :public:modeles:rotor_2:gene_aubes_nasa_geom_rotor2.png?400 |}} |
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===== Aerodynamic design ===== | ==== Aerodynamic design ==== |
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^ ^ unit ^ values ^ | ^ ^ unit ^ value ^ |
^ pressure ratio | [-] | 1.53 | | ^ pressure ratio | [-] | 1.53 | |
^ mass flow | [kg/s] | 30.7 | | ^ mass flow | [kg/s] | 30.7 | |
^ aspect ratio | [-] | 6.5 | | ^ aspect ratio | [-] | 6.5 | |
^ rotative speed | [rad/s] | 1381.25 | | ^ rotative speed | [rad/s] | 1381.25 | |
===== Material properties ===== | |
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Rotor 2 is made of a 200-grade maraging steel | ==== Material properties ==== |
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^ ^ unité ^ valeurs ^ | The material of rotor 2 is not defined in the original NASA report. A 200-grade maraging steel is considered: |
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| ^ ^ unit ^ value ^ |
^ alloy | [-] | 18-Ni-200-maraging | | ^ alloy | [-] | 18-Ni-200-maraging | |
^ Young's modulus | [GPa] | 180 | | ^ Young's modulus | [GPa] | 180 | |
^ yield stress | [GPa] | 1.38 | | ^ yield stress | [GPa] | 1.38 | |
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First three natural frequencies (with clamped root) for the mesh: | |
- <fc #c0c0c0>(1B)</fc>: 1686.8 rad/s / 268.5 Hz | |
- <fc #c0c0c0>(2B)</fc>: 6385.2 rad/s / 1016.2 Hz | |
- <fc #c0c0c0>(1T)</fc>: 8140.1 rad/s / 1295.5 Hz | |
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===== CAD ===== | |
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{{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_2:gene_aubes_nasa_rotor2_cao.png?300 |}} | |
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</pane> | ==== CAD model ==== |
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| The CAD model is computed with the open source code OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)]. |
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| <grid> |
| <col md="2"> |
| </col> |
| <col md="4"> |
| {{ :public:modeles:rotor_02:2_intra.png?200 |}} |
| <caption>pressure side</caption> |
| </col> |
| <col md="4"> |
| {{ :public:modeles:rotor_02:2_extra.png?200 |}} |
| <caption>suction side</caption> |
| </col> |
| <col md="2"> |
| </col> |
| </grid> |
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| ==== Natural frequencies ==== |
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| First three natural frequencies (with clamped root) for the mesh computed with OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)]: |
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| <callout type="warning" icon="true"> |
| Currently not available because of a problem to compute them with aster from the mesh of the reference blade. |
| </callout> |
| |
| |
| </pane> |
| |
<pane id="tab-fr"> | <pane id="tab-fr"> |
| |
<btn type="warning" size="md" modal="modal_fr">Fichiers téléchargeables</btn> | <callout type="warning" icon="true"> |
<modal id="modal_fr" title="Libre accès"> | Modèle en construction. |
**[[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/nasa/rotor02|lien vers le projet Git]]** | </callout> |
</modal> | |
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===== Modèle original ===== | ===== À propos ===== |
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Le rotor 2 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. | Le rotor 2 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. |
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* Rapport technique original [(cite:reid1974design>Reid. «Performance of a transonic compressor rotor with an aspect ratio of 6.5 » 1974. {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136|pdf}})]: <code>@TechReport{reid1974design, | * Rapport technique original [(cite:reid1974design>Reid. «Performance of a transonic compressor rotor with an aspect ratio of 6.5 » 1974. {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136|pdf}})]: <code>@TechReport{reid1974design, |
author = {Reid, L. and Tysl, Edward R.}, | author = {Reid, L. and Tysl, Edward R.}, |
title = {Performance of a transonic compressor rotor with an aspect ratio of 6.5}, | date = {1974}, |
institution = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States}, | institution = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States}, |
note = {NASA-TN D-7662, url~: \url{https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136}, 1974 }} | title = {Performance of a transonic compressor rotor with an aspect ratio of 6.5}, |
| number = {NASA-TN D-7662}, |
| url = {https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136}, |
| } |
</code> | </code> |
* Photographie : | * Photographie : |
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{{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_2:gene_aubes_nasa_image_rotor2.png?300 |}} | {{ :public:modeles:rotor_2:gene_aubes_nasa_image_rotor2.png?300 |}} |
<caption>Fig1. https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136 p.61 </caption> | <caption>Fig1. https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136 p.61 </caption> |
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===== Documents utiles ===== | |
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* PDF du rapport de la NASA : {{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_2:rotor2.pdf |}} | <callout type="info" icon="true" title="Documents utiles"> |
* Fichier CSV de la géométrie : {{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_2:rotor2_original.csv |}} | * {{ :public:modeles:rotor_2:rotor2.pdf | rapport technique original}} de la NASA (.pdf) |
| * {{ :public:modeles:rotor_2:rotor2_original.csv| fichier de paramètres géométriques}} (.csv), utilisable en entrée de OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes>Kojtych S., Batailly A. «OpenMCAD, an open blade generator: from Multiple-Circular-Arc profiles to Computer-Aided Design model» 2022. {{ https://hal.science/hal-03923093|code en libre accès}})] pour générer l'aube de référence |
| </callout> |
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===== Géométrie ===== | |
| ===== Aube de référence ===== |
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| L'**aube de référence** est définie par des profils de type arcs circulaires multiples[(cite:Crouse_1969_computer>Crouse //et al//. «A computer program for composing compressor blading from simulated circular-arc elements on conical surfaces » 1969. NASA-TN-D-5437. {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19690027504|pdf}})], donnés dans le rapport technique original de la NASA[(cite:hager1974design)]. Les modèles associés sont obtenus avec le code en libre accès OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)]. |
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| ==== Géométrie ==== |
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La géométrie du rotor 2 est décrite dans le [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136|rapport d'origine de la NASA]] par les tableaux suivants. Les grandeurs sont en pouces et en degrés. | La géométrie du rotor 2 est décrite dans le [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136|rapport d'origine de la NASA]] par les tableaux suivants. Les grandeurs sont en pouces et en degrés. |
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{{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_2:gene_aubes_nasa_geom_rotor2.png?400 |}} | {{ :public:modeles:rotor_2:gene_aubes_nasa_geom_rotor2.png?400 |}} |
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===== Caractéristiques aérodynamiques ===== | ==== Caractéristiques aérodynamiques ==== |
^ ^ unités ^ valeurs ^ | ^ ^ unités ^ valeurs ^ |
^ taux de compression | [-] | 1,53 | | ^ taux de compression | [-] | 1,53 | |
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===== Propriétés matériau ===== | ==== Propriétés matériau ==== |
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Le matériau du rotor 2 est un alliage à base de nickel : un acier maraging de grade 200 | Le matériau original du rotor 2 n'est pas défini dans le rapport de la NASA. Un acier maraging de grade 200 est considéré: |
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^ ^ unité ^ valeurs ^ | ^ ^ unité ^ valeurs ^ |
^ limite élastique | [GPa] | 1,38 | | ^ limite élastique | [GPa] | 1,38 | |
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Fréquences des trois premiers modes (noeuds de la base encastrés) pour le maillage : | ==== Modèle CAO ==== |
- <fc #c0c0c0>(1B)</fc>: 1686,8 rad/s / 268,5 Hz | |
- <fc #c0c0c0>(2B)</fc>: 6385,2 rad/s / 1016,2 Hz | <grid> |
- <fc #c0c0c0>(1T)</fc>: 8140,1 rad/s / 1295,5 Hz | <col md="2"> |
| </col> |
| <col md="4"> |
| {{ :public:modeles:rotor_02:2_intra.png?200 |}} |
| <caption>intrados</caption> |
| </col> |
| <col md="4"> |
| {{ :public:modeles:rotor_02:2_extra.png?200 |}} |
| <caption>extrados</caption> |
| </col> |
| <col md="2"> |
| </col> |
| </grid> |
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| ==== Fréquences propres ==== |
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===== CAO ===== | Fréquences des trois premiers modes (noeuds du pied d'aube encastrés) pour le maillage obtenu avec OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)] : |
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{{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_2:gene_aubes_nasa_rotor2_cao.png?200 |}} | <callout type="warning" icon="true"> |
| Il y a actuellement un problème sur le calcul des fréquences propres dans Aster. |
| </callout> |
| |
</tabs> | </tabs> |