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public:modeles:rotor_04:accueil [2023/03/28 09:29] – solenekojtych | public:modeles:rotor_04:accueil [2024/08/05 15:45] (Version actuelle) – [Natural frequencies] rafaelbarraud |
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* [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor04|downloadable models]] (Git project) | * [[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.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> | </callout> |
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^ aspect ratio | [-] | 3 | | ^ aspect ratio | [-] | 3 | |
^ number of blades | [-] | 47 | | ^ number of blades | [-] | 47 | |
^ rotative speed | [rad/s] | 1675.51 | | ^ nominal rotation speed $\omega_n$ | [rad/s] | 1675.51 | |
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==== Material properties ==== | ==== Material properties ==== |
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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 : |
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^ ^ unit ^ value ^ | ^ ^ unit ^ value ^ |
<col md="4"> | <col md="4"> |
{{ :public:modeles:rotor_04:4_intra.png?200 |}} | {{ :public:modeles:rotor_04:4_intra.png?200 |}} |
<caption>intrados</caption> | <caption>pressure side</caption> |
</col> | </col> |
<col md="4"> | <col md="4"> |
{{ :public:modeles:rotor_04:4_extra.png?200 |}} | {{ :public:modeles:rotor_04:4_extra.png?200 |}} |
<caption>extrados</caption> | <caption>suction side</caption> |
</col> | </col> |
<col md="2"> | <col md="2"> |
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^ Mode ^ Type ^ Natural angular frequency (rad/sec) ^ Natural frequency (Hz) ^ | ^ 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 | | | 2 | 2B | 6508.62 | 1035.88 | |
| 3 | 1T | 8874.56 | 1412.43 | | | 3 | 1T | 8874.56 | 1412.43 | |
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| ====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)]: |
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| {{ :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> |
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| * {{ :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) ^ | ^ 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 | | | 2 | 2B | 6515.28 | 1036.94 | |
| 3 | 1T | 8895.29 | 1415.73 | | | 3 | 1T | 8895.29 | 1415.73 | |
| 3 | 1T | 8897.12 | 1416.02 | | | 3 | 1T | 8897.12 | 1416.02 | |
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| ====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: |
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| {{ :public:modeles:rotor_04:campbell_eng_04_ini.png?400 }} |
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| <caption>Campbell diagram computed with a linear centrifugal preload, with clamped root (nominal speed ωₙ = 1 675.51 rad/s), |
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| initial blade (orange), reference blade (gray) </caption> |
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| * {{ :public:modeles:rotor_04:campbell_eng_04_ini.pdf |graph (.pdf)}} |
| * {{ :public:modeles:rotor_04:campbell_04_ini.csv |Campbell data (.csv)}} |
</pane> | </pane> |
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* [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor04|modèles téléchargeables]] (lien vers projet Git) | * [[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.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> | </callout> |
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^ allongement | [-] | 3 | | ^ allongement | [-] | 3 | |
^ nombre d'aubes | [-] | 47 | | ^ nombre d'aubes | [-] | 47 | |
^ vitesse de rotation | [rad/s] | 1675,51 | | ^ vitesse de rotation nominale $\omega_n$ | [rad/s] | 1675,51 | |
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==== Propriétés matériau ==== | ==== Propriétés matériau ==== |
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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 : |
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^ ^ unité ^ valeurs ^ | ^ ^ unité ^ valeurs ^ |
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^ Mode ^ Type ^ Pulsation propre (rad/sec) ^ Fréquence propre (Hz) ^ | ^ 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 | | | 2 | 2F | 6508,62 | 1035,88 | |
| 3 | 1T | 8874,56 | 1412,43 | | | 3 | 1T | 8874,56 | 1412,43 | |
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| ====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> |
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| * {{ :public:modeles:rotor_04:campbell_04_ref.pdf |graphique (.pdf)}} |
| * {{ :public:modeles:rotor_04:campbell_04_ref.csv |données du Campbell (.csv)}} |
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===== Aube initiale ===== | ===== Aube initiale ===== |
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^ Mode ^ Type ^ Pulsation propre (rad/sec) ^ Fréquence propre (Hz) ^ | ^ 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 | | | 2 | 2F | 6515,28 | 1036,94 | |
| 3 | 1T | 8895,29 | 1415,73 | | | 3 | 1T | 8895,29 | 1415,73 | |
| 3 | 1T | 8897,12 | 1416,02 | | | 3 | 1T | 8897,12 | 1416,02 | |
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| ====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), |
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| aube initiale (orange), aube de référence (grise)</caption> |
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| * {{ :public:modeles:rotor_04:campbell_04_ini.pdf |graphique (.pdf)}} |
| * {{ :public:modeles:rotor_04:campbell_04_ini.csv |données du Campbell (.csv)}} |
</pane> | </pane> |
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