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ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_4:accueil [2022/05/16 17:09] – antoinelemerypublic:modeles:rotor_04:accueil [2023/02/21 20:59] – [CAO] ikrambeghdadi
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   * [[#tab-en|English]]   * [[#tab-en|English]]
 <pane id="tab-en"> <pane id="tab-en">
 +
 +
 +<btn type="warning" size="md" modal="modal_en">Downloadable files</btn>
 +<modal id="modal_en" title="Open access">
 +**[[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/nasa/rotor04|Git project]]**
 +</modal> 
 +
 +===== Original model =====
  
 Rotor 4 is part of a research program to study the effects of blade row solidity on efficiency and stall margin of an axial-flow compressor rotor. It is one of a series of rotors designed with varying blade solidity achieved by changing the blade chord length : rotor 3 with a tip solidity of 1.3, rotor 4 with a tip solidity of 1.1 and rotor 5 with a tip solidity of 1.5. The results showed that the efficiency and pressure ratio were higher for a rotor with a blade tip solidity of 1.5 than for a rotor with a solidity of 1.1.  Rotor 4 is part of a research program to study the effects of blade row solidity on efficiency and stall margin of an axial-flow compressor rotor. It is one of a series of rotors designed with varying blade solidity achieved by changing the blade chord length : rotor 3 with a tip solidity of 1.3, rotor 4 with a tip solidity of 1.1 and rotor 5 with a tip solidity of 1.5. The results showed that the efficiency and pressure ratio were higher for a rotor with a blade tip solidity of 1.5 than for a rotor with a solidity of 1.1. 
-Then, another series of tests is being conducted with the blade tip solidities of 1.3 (rotor 14), 1.5, and 1.7 (rotor 12) are being changed by varying the number of blades while maintaining the same velocity diagrams and flow path. These stages were designed such that the tip solidity of both the rotor and stator blades would be the same.  
  
  
-{{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_4:gene_aubes_nasa_image_rotor4.png?400 |}}+Then, another series of tests has been conducted with blade tip solidities of 1.3 (rotor 14), 1.5 (rotor 8), and 1.7 (rotor 12). Tip solidity are being changed by varying the number of blades while maintaining the same velocity diagrams and flow path. These stages were designed such that the tip solidity of both the rotor and stator blades are the same.  
 + 
 +  * Original technical report [(cite:janetzke1972design>Janetzke. «Performance of 1380-foot-per-second-tip-speed axial-flow compressor rotor with blade tip solidity of 1.1 » 1972.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19720011348|pdf}})]: <code>@TechReport{janetzke1972design, 
 +author      = {Janetzke, David C. and Ball, Calvin L. and Hager, Roy D.}, 
 +title       = {Performance of 1380-foot-per-second-tip-speed axial-flow compressor rotor with blade tip solidity of 1.1}, 
 +institution = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States}, 
 +note        = {NASA-TM X-2449, url~: \url{https://ntrs.nasa.gov/citations/19720011348}, 1972}}   
 +</code> 
 +  * Picture : 
 +{{ :public:modeles:rotor_4:gene_aubes_nasa_image_rotor4.png?300 |}}
 <caption>Fig1. https://ntrs.nasa.gov/citations/19720011348 p.62 </caption> <caption>Fig1. https://ntrs.nasa.gov/citations/19720011348 p.62 </caption>
  
    
- 
- 
 ===== Useful documents  ===== ===== Useful documents  =====
  
-  * PDF of the NASA report : {{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_4:rotor4.pdf |}} +  * PDF of the NASA report : {{ :public:modeles:rotor_4:rotor4.pdf |}} 
-  * CSV file of the blade geometry : {{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_4:rotor4_original.csv |}} +  * CSV file of the blade geometry : {{ :public:modeles:rotor_4:rotor4_original.csv |}}
-  * CAD of the blade : {{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_4:rotor4.step |}}+
  
 ===== Geometry ===== ===== Geometry =====
  
 The geometry of rotor 4 is described in the [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19720011348|original NASA report]]  by the following tables. The length are in inches and the angles in degrees. The geometry of rotor 4 is described in the [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19720011348|original NASA report]]  by the following tables. The length are in inches and the angles in degrees.
-{{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_4:gene_aubes_nasa_geom_rotor3.png?600 |}}+{{ :public:modeles:rotor_4:gene_aubes_nasa_geom_rotor3.png?400 |}}
  
 ===== Aerodynamic design  ===== ===== Aerodynamic design  =====
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 ^ aspect ratio          |  [-]     | 3     | ^ aspect ratio          |  [-]     | 3     |
 ^ number of blades         |  [-]     | 47     | ^ number of blades         |  [-]     | 47     |
 +^ rotative speed  |  [rad/s]  | 1675.51  |
  
 ===== Material properties  ===== ===== Material properties  =====
  
 +Rotor 4 is made of a 200-grade maraging steel 
  
 +^                         ^  unité    ^ valeurs             ^
 +^ alloy                |  [-]      | 18-Ni-200-maraging  |
 +^ Young's modulus          |  [GPa]    | 180                 |
 +^ density         |  [kg/m3]  | 8000                |
 +^ Poisson's ratio  |  [-]      | 0.3                 |
 +^ yield stress        |  [GPa]    | 1.38                |
  
-===== CAO =====+First three natural frequencies (with clamped root) for the mesh: 
 +     - <fc #c0c0c0>(1B)</fc>: 1703.3 rad/s  / 271.1 Hz 
 +     - <fc #c0c0c0>(2B)</fc>: 6681.9 rad/s / 1063.5 Hz 
 +     - <fc #c0c0c0>(1T)</fc>: 8631.9 rad/s / 1373.8Hz 
 +===== CAD =====
  
-{{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_4:gene_aubes_nasa_rotor4_cao.png?400 |}}+{{ :public:modeles:rotor_4:gene_aubes_nasa_rotor4_cao.png?400 |}}
  
-===== Rotors of the same study  ===== 
- 
-^  rotor n°  ^  pressure ratio  ^  mass flow (kg/s)  ^  tip speed (m/s)  ^  tip solidity  ^  aspect ratio  ^  number of blades  ^  dedicated page                                                                                                            ^ 
-|  3         |  1.8             |  29.6              |  420.6            |  1.3           |  2.53          |  47                |  [[https://lava-wiki.meca.polymtl.ca/ressources/logiciels/gene_aubes_nasa/geneaubeslisteaubes/rotor_3/accueil|Rotor 3]]    | 
-|  4         |  1.8             |  29.6              |  420.6            |  1.1           |  3             |  47                |  [[https://lava-wiki.meca.polymtl.ca/ressources/logiciels/gene_aubes_nasa/geneaubeslisteaubes/rotor_4/accueil|Rotor 4]]    | 
-|  5         |  1.8             |  29.6              |  420.6            |  1.5           |  2.3           |  47                |  [[https://lava-wiki.meca.polymtl.ca/ressources/logiciels/gene_aubes_nasa/geneaubeslisteaubes/rotor_5/accueil|Rotor 5]]    | 
-|  12        |  1.75            |  29.5              |  423              |  1.7           |  2.4           |  56                |  [[https://lava-wiki.meca.polymtl.ca/ressources/logiciels/gene_aubes_nasa/geneaubeslisteaubes/rotor_12/accueil|Rotor 12]]  | 
-|  14        |  1.75            |  29.5              |  423              |  1.3           |  2.4           |  43                |  [[https://lava-wiki.meca.polymtl.ca/ressources/logiciels/gene_aubes_nasa/geneaubeslisteaubes/rotor_14/accueil|Rotor 14]]  | 
 </pane> </pane>
    
 <pane id="tab-fr"> <pane id="tab-fr">
  
-Le rotor 4 fait partie d'un programme de recherche visant à étudier les effets de la solidité de la rangée d'aubes sur le rendement et la marge de décrochage d'un rotor de compresseur à flux axial. Il fait partie d'une série de rotors conçus avec une solidité d'aube variable obtenue en modifiant la longueur de la corde de l'aube : le rotor 3 possédant une solidité en tête de 1.3, rotor 4 possédant une solidité en tête de 1.1 et rotor 5 possédant une solidité en tête de 1.5. Les résultats ont montré que le rendement et le taux de compression étaient plus élevés pour un rotor avec une solidité en tête 1.5 que pour un rotor avec une solidité de 1.1.  +<btn type="warning" size="md" modal="modal_fr">Fichiers téléchargeables</btn> 
-Ensuite, une autre série d'essais est menée avec des solidité en tête de 1,3 pour le rotor 14, 1.5 et 1.7 pour le rotor 12. Ces solidités sont modifiées en faisant varier le nombre d'aubes tout en conservant les mêmes triangles de vitesse et le même trajet d'écoulement. Ces étages ont été conçus de manière à ce que la solidité en tête du rotor et du stator soit la même. +<modal id="modal_fr" title="Libre accès"> 
 +**[[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/nasa/rotor04|lien vers le projet Git]]** 
 +</modal>
  
 +===== Modèle original =====
  
-{{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_4:gene_aubes_nasa_image_rotor4.png?400 |}}+Le rotor 4 fait partie d'un programme de recherche visant à étudier les effets de la solidité de la rangée d'aubes sur le rendement et la marge de décrochage d'un rotor de compresseur à flux axial. Il fait partie d'une série de rotors conçus avec une solidité d'aube variable obtenue en modifiant la longueur de la corde de l'aube : le rotor 3 possédant une solidité en tête de 1.3, le rotor 4 possédant une solidité en tête de 1.1 et le rotor 5 possédant une solidité en tête de 1.5. Les résultats ont montré que le rendement et le taux de compression étaient plus élevés pour un rotor avec une solidité en tête 1.5 que pour un rotor avec une solidité de 1.1.  
 + 
 + 
 +Ensuite, une autre série d'essais a été menée avec des solidité en tête de 1,3 pour le rotor 14, 1.5 pour le rotor 8 et 1.7 pour le rotor 12. Ces solidités sont modifiées en faisant varier le nombre d'aubes tout en conservant les mêmes triangles de vitesse et le même trajet d'écoulement. Ces étages ont été conçus de manière à ce que la solidité en tête du rotor et du stator soit la même.  
 + 
 +  * Rapport technique original [(cite:janetzke1972design>Janetzke. «Performance of 1380-foot-per-second-tip-speed axial-flow compressor rotor with blade tip solidity of 1.1 » 1972.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19720011348|pdf}})]: <code>@TechReport{janetzke1972design, 
 +author      = {Janetzke, David C. and Ball, Calvin L. and Hager, Roy D.}, 
 +title       = {Performance of 1380-foot-per-second-tip-speed axial-flow compressor rotor with blade tip solidity of 1.1}, 
 +institution = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States}, 
 +note        = {NASA-TM X-2449, url~: \url{https://ntrs.nasa.gov/citations/19720011348}, 1972}}   
 +</code> 
 +  * Photographie : 
 +{{ :public:modeles:rotor_4:gene_aubes_nasa_image_rotor4.png?300 |}}
 <caption>Fig1. https://ntrs.nasa.gov/citations/19720011348 p.62 </caption> <caption>Fig1. https://ntrs.nasa.gov/citations/19720011348 p.62 </caption>
  
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 ===== Documents utiles  ===== ===== Documents utiles  =====
  
-  * PDF du rapport de la NASA : {{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_4:rotor4.pdf |}} +  * PDF du rapport de la NASA : {{ :public:modeles:rotor_4:rotor4.pdf |}} 
-  * Fichier CSV de la géométrie : {{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_4:rotor4_original.csv |}} +  * Fichier CSV de la géométrie : {{ :public:modeles:rotor_4:rotor4_original.csv |}}
-  * CAO de l'aube :  {{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_4:rotor4.step |}}+
  
 ===== Géométrie ===== ===== Géométrie =====
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 La géométrie du rotor 4 est décrite dans le [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19720011348|rapport d'origine de la NASA]] par les tableaux suivants. Les grandeurs sont en pouces et en degrés. La géométrie du rotor 4 est décrite dans le [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19720011348|rapport d'origine de la NASA]] par les tableaux suivants. Les grandeurs sont en pouces et en degrés.
  
-{{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_4:gene_aubes_nasa_geom_rotor4.png?600 |}}+{{ :public:modeles:rotor_4:gene_aubes_nasa_geom_rotor4.png?400 |}}
  
 ===== Caractéristiques aérodynamiques  ===== ===== Caractéristiques aérodynamiques  =====
 ^                      ^  unités  ^ valeurs  ^ ^                      ^  unités  ^ valeurs  ^
-^ taux de compression  |  [-]     | 1.8     | +^ taux de compression  |  [-]     | 1,8     | 
-^ débit massique       |  [kg/s]  | 29.6    | +^ débit massique       |  [kg/s]  | 29,6    | 
-^ vitesse en tête      |  [m/s]   | 420.6      | +^ vitesse en tête      |  [m/s]   | 420,6      | 
-^ solidité en tête     |  [-]     | 1.1     |+^ solidité en tête     |  [-]     | 1,1     |
 ^ allongement          |  [-]     | 3    | ^ allongement          |  [-]     | 3    |
 ^ nombre d'aubes         |  [-]     | 47     | ^ nombre d'aubes         |  [-]     | 47     |
 +^ vitesse de rotation  |  [rad/s]  | 1675,51  |
  
  
 ===== Propriétés matériau  ===== ===== Propriétés matériau  =====
  
 +Le matériau du rotor 4 est un alliage à base de nickel : un acier maraging de grade 200
  
-===== CAO =====+^                         ^  unité    ^ valeurs             ^ 
 +^ alliage                 |  [-]      | 18-Ni-200-maraging  | 
 +^ module d'Young          |  [GPa]    | 180                 | 
 +^ masse volumique         |  [kg/m3]  | 8000                | 
 +^ coefficient de Poisson  |  [-]      | 0,3                 | 
 +^ limite élastique        |  [GPa]    | 1,38                |
  
-{{ :ressources:logiciels:gene_aubes_nasa:geneaubeslisteaubes:rotor_4:gene_aubes_nasa_rotor4_cao.png?400 |}}+Fréquences des trois premiers modes (noeuds de la base encastrés) pour le maillage : 
 +     - <fc #c0c0c0>(1B)</fc>: 1703,3 rad/s  / 271,1 Hz 
 +     - <fc #c0c0c0>(2B)</fc>: 6681,9 rad/s / 1063,5 Hz 
 +     - <fc #c0c0c0>(1T)</fc>: 8631,9 rad/s / 1373,8Hz
  
-===== Rotors de la même étude ===== +==== Modèle CAO ==== 
-^  rotor n°  ^  taux de compression  ^  débit massique (kg/s)  ^  vitesse en tête (m/s)  ^  solidité en tête  ^  allongement  ^  nombre d'aubes  ^  page dédiée                                                                                                               ^ + 
-|  3         |  1.8                  |  29.6                   |  420.6            |  1.3               |  2.53         |  47              |  [[https://lava-wiki.meca.polymtl.ca/ressources/logiciels/gene_aubes_nasa/geneaubeslisteaubes/rotor_3/accueil|Rotor 3]]    | +Le modèle CAO est obtenu avec OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)]. 
-|  4         |  1.8                  |  29.6                   |  420.6            |  1.1               |  3            |  47              |  [[https://lava-wiki.meca.polymtl.ca/ressources/logiciels/gene_aubes_nasa/geneaubeslisteaubes/rotor_4/accueil|Rotor 4]]    | + 
-|  5         |  1.8                  |  29.6                   |  420.6            |  1.5               |  2.3          |  47              |  [[https://lava-wiki.meca.polymtl.ca/ressources/logiciels/gene_aubes_nasa/geneaubeslisteaubes/rotor_5/accueil|Rotor 5]]    | +<grid> 
-|  12        |  1.75                 |  29.5                   |  423              |  1.7               |  2.4          |  56              |  [[https://lava-wiki.meca.polymtl.ca/ressources/logiciels/gene_aubes_nasa/geneaubeslisteaubes/rotor_12/accueil|Rotor 12]]  | +<col md="2"> 
-|  14        |  1.75                 |  29.5                   |  423              |  1.3               |  2.4          |  43              |  [[https://lava-wiki.meca.polymtl.ca/ressources/logiciels/gene_aubes_nasa/geneaubeslisteaubes/rotor_14/accueil|Rotor 14]]  | +</col> 
-</pane>+<col md="4"> 
 +{{:public:modeles:rotor_04:4_intra.png?200|}} 
 + <caption>intrados</caption> 
 +</col> 
 +<col md="4"> 
 +{{:public:modeles:rotor_04:4_extra.png?200|}} 
 +<caption>extrados</caption> 
 +</col> 
 +<col md="2"> 
 +</col> 
 +</grid>
 </tabs> </tabs>
  
  • public/modeles/rotor_04/accueil.txt
  • Dernière modification : 2023/04/17 20:36
  • de solenekojtych