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public:modeles:rotor_05:accueil [2023/03/28 09:38] – solenekojtychpublic:modeles:rotor_05:accueil [2024/08/05 15:46] (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.  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:ball1972design>Ball. «Performance of 1380-foot-per-second-tip-speed axial-flow compressor rotor with blade tip solidity of 1.5 » 1972.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19720007339|pdf}})]: <code>@TechReport{ball1972design,+  * Original technical report [(cite:ball1972design>Ball //et al//, «Performance of 1380-foot-per-second-tip-speed axial-flow compressor rotor with blade tip solidity of 1.5 » 1972.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19720007339|pdf}})]: <code>@TechReport{ball1972design,
   author           = {Ball, Calvin L. and Janetzke, David C. and Reid, L.},   author           = {Ball, Calvin L. and Janetzke, David C. and Reid, L.},
   date             = {1972},   date             = {1972},
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 ^ aspect ratio          |  [-]     | 2.3     | ^ aspect ratio          |  [-]     | 2.3     |
 ^ number of blades         |  [-]     | 47     | ^ number of blades         |  [-]     | 47     |
-^ rotative speed  |  [rad/s]  | 1675.51  |+^ nominal rotation speed $\omega_n$    |  [rad/s]  | 1675.51  |
  
 ==== Material properties  ==== ==== Material properties  ====
  
-Rotor 5 is made of a 200-grade maraging steel +Rotor 3 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            ^ ^                         ^  unit    ^ value            ^
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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       | 1678.29                     | 267.108                 |+| 1     |1B       | 1678.29                     | 267.11                 |
 | 2     |2B       | 6437.44                     | 1024.55                 | | 2     |2B       | 6437.44                     | 1024.55                 |
-| 3     |1T       | 7699.42                     | 1225.4                 |+| 3     |1T       | 7699.42                     | 1225.40                 |
  
  
 +====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_05:campbell_eng_05_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_05:campbell_eng_05_ref.pdf |graph (.pdf)}}}
 +  * {{ :public:modeles:rotor_05:campbell_05_ref.csv |Campbell data (.csv)}}
  
 ===== Initial blade ===== ===== Initial blade =====
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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      | 1682.64                     | 267.802               |+| 1     |1B      | 1682.64                     | 267.80               |
 | 2     |2B       | 6445.67                     | 1025.86                 | | 2     |2B       | 6445.67                     | 1025.86                 |
 | 3     |1T       | 7739.12                     | 1231.72                  | | 3     |1T       | 7739.12                     | 1231.72                  |
  
  
 +====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_05:campbell_eng_05_ini.png?500 }}
  
 +
 +<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_05:campbell_eng_05_ini.pdf |graph (.pdf)}}
 +  * {{ :public:modeles:rotor_05:campbell_05_ini.csv |Campbell data (.csv)}}
  
  
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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.  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:ball1972design>Ball. «Performance of 1380-foot-per-second-tip-speed axial-flow compressor rotor with blade tip solidity of 1.5 » 1972.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19720007339|pdf}})]: <code>@TechReport{ball1972design,+  * Rapport technique original [(cite:ball1972design>)]: <code>@TechReport{ball1972design,
   author           = {Ball, Calvin L. and Janetzke, David C. and Reid, L.},   author           = {Ball, Calvin L. and Janetzke, David C. and Reid, L.},
   date             = {1972},   date             = {1972},
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 ^ allongement          |  [-]     | 2,3    | ^ allongement          |  [-]     | 2,3    |
 ^ 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  |
  
  
 ==== Propriétés matériau  ==== ==== Propriétés matériau  ====
  
-Le matériau original du rotor 5 est défini dans le rapport de la NASA. Un acier maraging de grade 200 est considéré: +Le matériau du rotor 5 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             ^ ^                         ^  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       | 1678,29                     | 267,108                 |+| 1     |1F       | 1678,29                     | 267,11                 |
 | 2     |2F       | 6437,44                     | 1024,55                 | | 2     |2F       | 6437,44                     | 1024,55                 |
-| 3     |1T       | 7699,42                     | 1225,4                 |+| 3     |1T       | 7699,42                     | 1225,40                 |
  
 +====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_05:campbell_05_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_05:campbell_05_ref.pdf |graphique (.pdf)}}
 +  * {{ :public:modeles:rotor_05:campbell_05_ref.csv |données du Campbell (.csv)}}
 ===== Aube initiale ===== ===== Aube initiale =====
  
Ligne 255: Ligne 279:
  
 ^ Mode  ^ Type  ^ Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^ ^ Mode  ^ Type  ^ Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^
-| 1     |1F       | 1682,64                     | 267,802               |+| 1     |1F       | 1682,64                     | 267,80               |
 | 2     |2F       | 6445,67                     | 1025,86                 | | 2     |2F       | 6445,67                     | 1025,86                 |
 | 3     |1T       | 7739,12                     | 1231,72                  | | 3     |1T       | 7739,12                     | 1231,72                  |
  
 +====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_05:campbell_05_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_05:campbell_05_ini.pdf |graphique (.pdf)}}
 +  * {{ :public:modeles:rotor_05:campbell_05_ini.csv |données du Campbell (.csv)}}
 </pane> </pane>
 </tabs> </tabs>
  • public/modeles/rotor_05/accueil.1680010737.txt.gz
  • Dernière modification : 2023/04/05 08:59
  • (modification externe)