Différences

Ci-dessous, les différences entre deux révisions de la page.

--- public:modeles:rotor_04:accueil [2023/03/28 09:27] – [About] solenekojtych
+++ public:modeles:rotor_04:accueil [2024/08/05 15:45] (Version actuelle) – [Natural frequencies] rafaelbarraud
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 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, David C., Ball, Calvin L. and Hager, Roy D.«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,
+  * Original technical report [(cite:janetzke1972design>Janetzke David C., Ball Calvin L. and Hager Roy D.«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.},
   date             = {1972},
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   * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor04|downloadable models]] (Git project)
   * {{ :public:modeles:rotor_4:rotor4.pdf | NASA technical report}} (.pdf)
-  * {{ :public:modeles:rotor_4:rotor4_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|open source code}})] to generate reference blade models.
+  * {{ :public:modeles:rotor_4:rotor4_original.csv  | geometrical parameters file}} (.csv), usable as input of OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aube>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|open source code}})] to generate reference blade models.
 </callout>
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 ^ aspect ratio          |  [-]     | 3     |
 ^ number of blades         |  [-]     | 47     |
-^ rotative speed  |  [rad/s]  | 1675.51  |
+^ nominal rotation speed $\omega_n$  |  [rad/s]  | 1675.51  |
 ==== Material properties  ====
-Rotor 4 is made of a 200-grade maraging steel
+Rotor 4 is made of a 200-grade maraging steel, but the exact material properties are not provided in the NASA report. The following properties are considered :
 ^                         ^  unit    ^ value             ^
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 <col md="4">
 {{ :public:modeles:rotor_04:4_intra.png?200 |}}
- <caption>intrados</caption>
+ <caption>pressure side</caption>
 </col>
 <col md="4">
 {{ :public:modeles:rotor_04:4_extra.png?200 |}}
-<caption>extrados</caption>
+<caption>suction side</caption>
 </col>
 <col md="2">
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 ^ Mode  ^ Type  ^ Natural angular frequency (rad/sec)  ^ Natural frequency (Hz)  ^
-| 1     | 1B       | 1678.08                     | 267.076            |
+| 1     | 1B       | 1678.08                     | 267.08            |
 | 2     | 2B       | 6508.62                     | 1035.88           |
 | 3     | 1T        | 8874.56                     | 1412.43        |
+====Campbell diagram====
+Evolution of the natural frequencies of the first 3 vibration modes, as a function of rotation speed, for the mesh computed with OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)]:
+{{ :public:modeles:rotor_04:campbell_eng_04_ref.png?500 }}
+<caption>Campbell diagram computed with a linear centrifugal preload, with clamped root (nominal rotation speed ωₙ = 1 675.51 rad/s)</caption>
+  * {{ :public:modeles:rotor_04:campbell_eng_04_ref.pdf |graph (.pdf)}}
+  * {{ :public:modeles:rotor_04:campbell_04_ref.csv |Campbell data (.csv)}}
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 ^ Mode  ^ Type  ^ Natural angular frequency (rad/sec)  ^ Natural frequency (Hz)  ^
-| 1     | 1B        | 1682.55                       | 267.786                 |
+| 1     | 1B        | 1682.55                       | 267.79                 |
 | 2     | 2B        | 6515.28                      | 1036.94                 |
 | 3     | 1T        | 8895.29                      | 1415.73                |
@@ Ligne 134: / Ligne 143: @@
 | 3     | 1T        | 8897.12                    | 1416.02                  |
+====Campbell diagram====
+Comparison of the evolution of the natural frequencies of the first 3 vibration modes, as a function of rotation speed for the initial and the reference blade:
+{{ :public:modeles:rotor_04:campbell_eng_04_ini.png?400 }}
+<caption>Campbell diagram computed with a linear centrifugal preload, with clamped root (nominal speed ωₙ = 1 675.51 rad/s),
+initial blade (orange), reference blade (gray) </caption>
+  * {{ :public:modeles:rotor_04:campbell_eng_04_ini.pdf |graph (.pdf)}}
+  * {{ :public:modeles:rotor_04:campbell_04_ini.csv |Campbell data (.csv)}}
 </pane>
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 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>
+  * Rapport technique original[(cite:janetzke1972design>)] : <code>
 @TechReport{janetzke1972design,
   author           = {Janetzke, David C. and Ball, Calvin L. and Hager, Roy D.},
@@ Ligne 169: / Ligne 191: @@
   * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor04|modèles téléchargeables]] (lien vers projet Git)
   * {{ :public:modeles:rotor_4:rotor4.pdf | rapport technique original}} de la NASA (.pdf)
-  * {{ :public:modeles:rotor_4:rotor4_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
+  * {{ :public:modeles:rotor_4:rotor4_original.csv | fichier de paramètres géométriques}} (.csv), utilisable en entrée de OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes>)] pour générer l'aube de référence
 </callout>
@@ Ligne 191: / Ligne 213: @@
 ^ allongement          |  [-]     | 3    |
 ^ nombre d'aubes         |  [-]     | 47     |
-^ vitesse de rotation  |  [rad/s]  | 1675,51  |
+^ vitesse de rotation nominale $\omega_n$  |  [rad/s]  | 1675,51  |
 ==== Propriétés matériau  ====
-Le matériau original du rotor 4 est défini dans le rapport de la NASA. Un acier maraging de grade 200 est considéré:
+Le matériau du rotor 4 est un alliage à base de nickel : un acier maraging de grade 200, mais ses caractéristiques ne sont pas fournies. Les propriétés considérées sont :
 ^                         ^  unité    ^ valeurs             ^
@@ Ligne 231: / Ligne 253: @@
 ^ Mode  ^ Type  ^ Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^
-| 1     | 1F       | 1678,08                     | 267,076            |
+| 1     | 1F       | 1678,08                     | 267,08            |
 | 2     | 2F       | 6508,62                     | 1035,88           |
 | 3     | 1T        | 8874,56                     | 1412,43        |
+====Diagramme de Campbell====
+Évolution des fréquences propres des 3 premiers modes, en fonction de la vitesse de rotation, pour le maillage obtenu avec OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)]:
+{{ :public:modeles:rotor_04:campbell_04_ref.png?500 }}
+<caption>diagramme de Campbell calculé avec une précharge centrifuge linéaire, noeuds du pied d'aube encastrés (vitesse nominale ωₙ = 1 675,51 rad/s)</caption>
+  * {{ :public:modeles:rotor_04:campbell_04_ref.pdf |graphique (.pdf)}}
+  * {{ :public:modeles:rotor_04:campbell_04_ref.csv |données du Campbell (.csv)}}
 ===== Aube initiale =====
@@ Ligne 246: / Ligne 279: @@
 ^ Mode  ^ Type  ^ Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^
-| 1     | 1F        | 1682,55                       | 267,786                 |
+| 1     | 1F        | 1682,55                       | 267,79                 |
 | 2     | 2F        | 6515,28                      | 1036,94                 |
 | 3     | 1T        | 8895,29                      | 1415,73                |
@@ Ligne 258: / Ligne 291: @@
 | 3     | 1T        | 8897,12                    | 1416,02                  |
+====Diagramme de Campbell====
+Comparaison de l'évolution des fréquences propres des 3 premiers modes, en fonction de la vitesse de rotation, pour l'aube initiale et de référence:
+{{ :public:modeles:rotor_04:campbell_04_ini.png?500 }}
+<caption>diagramme de Campbell calculé avec une précharge centrifuge linéaire, noeuds du pied d'aube encastrés (vitesse nominale ωₙ = 1 675,51 rad/s),
+aube initiale (orange), aube de référence (grise)</caption>
+  * {{ :public:modeles:rotor_04:campbell_04_ini.pdf |graphique (.pdf)}}
+  * {{ :public:modeles:rotor_04:campbell_04_ini.csv |données du Campbell (.csv)}}
 </pane>