Différences

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

Lien vers cette vue comparative

Les deux révisions précédentes Révision précédente
Prochaine révision		 Révision précédente
public:modeles:rotor_11:accueil [2023/03/19 21:15] – [Material properties] ikrambeghdadipublic:modeles:rotor_11:accueil [2024/08/05 15:52] (Version actuelle) – [Natural frequencies] rafaelbarraud
Ligne 16: Ligne 16:
 annulus area on the performance of axial-flow fan stages. A series of three stage: rotor 11, 16 and 17 were designed with a weight flow per unit annulus area of 198, 178, and 208 kilograms per second per square meter. All three stages were designed to produce a pressure ratio of 1.57, and all had the same meridional flow path geometry. annulus area on the performance of axial-flow fan stages. A series of three stage: rotor 11, 16 and 17 were designed with a weight flow per unit annulus area of 198, 178, and 208 kilograms per second per square meter. All three stages were designed to produce a pressure ratio of 1.57, and all had the same meridional flow path geometry.
  
-  * Original technical report [(cite:kovich1973design>Kovich. «Performance of transonic fan stage with weight flow per unit annulus area of 198 kilograms per sercond per square meter (40.6 (lb/sec)/ft²) » 1973.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19740001915|pdf}})]: <code>@TechReport{kovich1973design,+  * Original technical report [(cite:kovich1973design>Kovich //et al//. «Performance of transonic fan stage with weight flow per unit annulus area of 198 kilograms per sercond per square meter (40.6 (lb/sec)/ft²) » 1973.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19740001915|pdf}})]: <code>@TechReport{kovich1973design,
   author           = {Kovich, George. and Moore, R. D. and Urasek, Donald C.},   author           = {Kovich, George. and Moore, R. D. and Urasek, Donald C.},
   date             = {1973},   date             = {1973},
Ligne 24: Ligne 24:
   url              = {https://ntrs.nasa.gov/citations/19740001915},   url              = {https://ntrs.nasa.gov/citations/19740001915},
 } }
- 
- 
 </code> </code>
   * Picture :   * Picture :
Ligne 36: Ligne 34:
   * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor11|downloadable models]] (Git project)   * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor11|downloadable models]] (Git project)
   * {{ :public:modeles:rotor_11:rotor11.pdf  | NASA technical report}} (.pdf)   * {{ :public:modeles:rotor_11:rotor11.pdf  | NASA technical report}} (.pdf)
-  * {{ :public:modeles:rotor_11:rotor11_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.+  * {{ :public:modeles:rotor_11:rotor11_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.
 </callout> </callout>
  
Ligne 44: Ligne 42:
 The **reference blade** is defined with multiple-circular arc profiles[(cite:Crouse_1969_computer)] given in the original NASA report[(cite:kovich1973design)]. Corresponding models are computed with the open-source code OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)]. The **reference blade** is defined with multiple-circular arc profiles[(cite:Crouse_1969_computer)] given in the original NASA report[(cite:kovich1973design)]. Corresponding models are computed with the open-source code OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)].
  
-===== Geometry =====+==== Geometry ====
  
 The geometry of rotor 11 is described in the [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19740001915|original NASA report]]  by the following tables. The length are in centimeters and the angles in degrees. The geometry of rotor 11 is described in the [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19740001915|original NASA report]]  by the following tables. The length are in centimeters and the angles in degrees.
 {{ :public:modeles:rotor_11:gene_aubes_nasa_geom_rotor11.png?400 |}} {{ :public:modeles:rotor_11:gene_aubes_nasa_geom_rotor11.png?400 |}}
  
-===== Aerodynamic design  =====+==== Aerodynamic design  ====
  
 ^                      ^  unit  ^ value  ^ ^                      ^  unit  ^ value  ^
Ligne 58: Ligne 56:
 ^ aspect ratio          |  [-]     | 2.5     | ^ aspect ratio          |  [-]     | 2.5     |
 ^ number of blades         |  [-]     | 44     | ^ number of blades         |  [-]     | 44     |
-^ rotative speed  |  [rad/s]  | 1686 |+^ nominal rotation speed $\omega_n$  |  [rad/s]  | 1686 |
  
-===== Material properties  =====+==== Material properties  ====
  
-The original material of the rotor 11 is not defined in the NASA report. +The original material of the rotor 11 is not defined in the NASA report. A generic titanium Ti-6Al-4V is considered :
- +
-Considered properties: Ti-6Al-4V, generic titanium :+
  
 ^                         ^  unit    ^ value             ^ ^                         ^  unit    ^ value             ^
Ligne 106: Ligne 102:
  
  
 +====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_11:campbell_eng_11_ref.png?500 }}
 +<caption>Campbell diagram computed with a linear centrifugal preload, with clamped root (nominal rotation speed ωₙ = 1 686 rad/s)</caption>
 +
 +  * {{ :public:modeles:rotor_11:campbell_eng_11_ref.pdf |graph (.pdf)}}
 +  * {{ :public:modeles:rotor_11:campbell_11_ref.csv |Campbell data (.csv)}}
  
 ===== Initial blade ===== ===== Initial blade =====
Ligne 121: Ligne 124:
  
 ^ Mode  ^ Type  ^ Natural angular frequency (rad/sec)  ^ Natural frequency (Hz)  ^ ^ Mode  ^ Type  ^ Natural angular frequency (rad/sec)  ^ Natural frequency (Hz)  ^
-| 1     | 1B       | 1436.14                      | 228.568                 | +| 1     | 1B       | 1436.14                      | 228.57                 | 
-| 2     | 2B       | 5253.42                      | 836.108                  |+| 2     | 2B       | 5253.42                      | 836.11                  |
 | 3     | 1T       | 8274.96                      | 1317                  | | 3     | 1T       | 8274.96                      | 1317                  |
  
Ligne 129: Ligne 132:
  
 ^ Mode  ^ Type  ^ Natural angular frequency (rad/sec)  ^ Natural frequency (Hz)  ^ ^ Mode  ^ Type  ^ Natural angular frequency (rad/sec)  ^ Natural frequency (Hz)  ^
-| 1     | 1B      | 1436.16                     | 228.572                  | +| 1     | 1B      | 1436.16                     | 228.57                  | 
-| 2     | 2B       | 5255.37                     | 836.418                  |+| 2     | 2B       | 5255.37                     | 836.42                  |
 | 3     | 1T       | 8277.22                     | 1317.36                  | | 3     | 1T       | 8277.22                     | 1317.36                  |
  
 +====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_11:campbell_eng_11_ini.png?500 }}
 +
 +
 +<caption>Campbell diagram computed with a linear centrifugal preload, with clamped root (nominal speed ωₙ = 1 686 rad/s), 
 +
 +initial blade (orange), reference blade (gray) </caption>
 +
 +  * {{ :public:modeles:rotor_11:campbell_eng_11_ini.pdf |graph (.pdf)}}
 +  * {{ :public:modeles:rotor_11:campbell_11_ini.csv |Campbell data (.csv)}}
  
  
Ligne 146: Ligne 161:
  
 ===== À propos ===== ===== À propos =====
 +Le rotor 16 fait partie d'un programme de recherche visant à étudier l'effet du débit massique par unité de surface annulaire sur les performances des soufflantes à flux axiaux. Une série de trois étages a été conçue, comprenant le rotor 11, 16 et 17 avec un débit massique par unité de surface annulaire de 198, 178 et 208 kilogrammes par seconde par mètre carré. Les trois étages ont été conçus pour produire un rapport de pression de 1,57. 
  
-Le rotor 11 fait partie d'un programme de recherche visant à étudier l'effet du débit massique par unité de surface annulaire sur les performances des soufflantes à flux axiaux. Une série de trois étages comprenant le rotor 11, 16 et 17 ont été conçus avec un débit massique par unité de surface annulaire de 198, 178 et 208 kilogrammes par seconde par mètre carré. Les trois étages ont été conçus pour produire un rapport de pression de 1.57. +  * Rapport technique original [(cite:kovich1973design>)]: <code>@TechReport{kovich1973design,
- +
- * Rapport technique original [(cite:kovich1973design>Kovich. «Performance of transonic fan stage with weight flow per unit annulus area of 198 kilograms per sercond per square meter (40.6 (lb/sec)/ft²) » 1973.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19740001915|pdf}})]: <code>@TechReport{kovich1973design,+
   author           = {Kovich, George. and Moore, R. D. and Urasek, Donald C.},   author           = {Kovich, George. and Moore, R. D. and Urasek, Donald C.},
   date             = {1973},   date             = {1973},
Ligne 167: Ligne 181:
   * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor11|modèles téléchargeables]] (lien vers projet Git)   * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor11|modèles téléchargeables]] (lien vers projet Git)
   * {{ :public:modeles:rotor_11:rotor11.pdf | rapport technique original}} de la NASA (.pdf)   * {{ :public:modeles:rotor_11:rotor11.pdf | rapport technique original}} de la NASA (.pdf)
-  * {{ :public:modeles:rotor_11:rotor11_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_11:rotor11_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>
  
Ligne 175: Ligne 189:
 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:kovich1973design)]. Les modèles associés sont obtenus avec le code en libre accès OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)]. 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:kovich1973design)]. Les modèles associés sont obtenus avec le code en libre accès OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)].
  
-===== Géométrie =====+==== Géométrie ====
  
 La géométrie du rotor 11 est décrite dans le [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19740001915|rapport d'origine de la NASA]] par les tableaux suivants. Les grandeurs sont en centimètres et en degrés. La géométrie du rotor 11 est décrite dans le [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19740001915|rapport d'origine de la NASA]] par les tableaux suivants. Les grandeurs sont en centimètres et en degrés.
Ligne 181: Ligne 195:
 {{ :public:modeles:rotor_11:gene_aubes_nasa_geom_rotor11.png?400 |}} {{ :public:modeles:rotor_11:gene_aubes_nasa_geom_rotor11.png?400 |}}
  
-===== Caractéristiques aérodynamiques  =====+==== Caractéristiques aérodynamiques  ====
 ^                      ^  unités  ^ valeurs  ^ ^                      ^  unités  ^ valeurs  ^
 ^ taux de compression  |  [-]     | 1,57     | ^ taux de compression  |  [-]     | 1,57     |
Ligne 189: Ligne 203:
 ^ allongement          |  [-]     | 2,5    | ^ allongement          |  [-]     | 2,5    |
 ^ nombre d'aubes         |  [-]     | 44     | ^ nombre d'aubes         |  [-]     | 44     |
-^ vitesse de rotation  |  [rad/s]  | 1686  |+^ vitesse de rotation nominale $\omega_n$ |  [rad/s]  | 1686  |
  
-===== Propriétés matériau  =====+==== Propriétés matériau  ====
  
-Le matériau original du rotor 11 n'est pas défini dans le rapport de la NASA. +Le matériau original du rotor 11 n'est pas défini dans le rapport de la NASA.  Un alliage de titane Ti-6Al-4v est considéré: 
- +
-Propriétés considérées :  alliage de titane Ti-6Al-4v :+
  
 ^                         ^  unité    ^ valeurs             ^ ^                         ^  unité    ^ valeurs             ^
Ligne 230: Ligne 242:
  
 ^ Mode  ^ Type  ^ Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^ ^ Mode  ^ Type  ^ Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^
-| 1     | 1F       | 1435,85                      | 228,523                  | +| 1     | 1F       | 1435,85                      | 228,52                  | 
-| 2     | 2F       | 5252,13                      | 835,902                 |+| 2     | 2F       | 5252,13                      | 835,90                 |
 | 3     | 1T       | 8270,12                      | 1316,23                  | | 3     | 1T       | 8270,12                      | 1316,23                  |
  
 +====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_11:campbell_11_ref.png?500 }}
 +<caption>diagramme de Campbell calculé avec une précharge centrifuge linéaire, noeuds du pied d'aube encastrés (vitesse nominale ωₙ = 1 686 rad/s)</caption>
 +
 +  * {{ :public:modeles:rotor_11:campbell_11_ref.pdf |graphique (.pdf)}}
 +  * {{ :public:modeles:rotor_11:campbell_11_ref.csv |données du Campbell (.csv)}}
 +
 +
 + 
  
 ===== Aube initiale ===== ===== Aube initiale =====
Ligne 246: Ligne 268:
  
 ^ Mode  ^ Type  ^ Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^ ^ Mode  ^ Type  ^ Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^
-| 1     | 1F       | 1436,14                      | 228,568                 | +| 1     | 1F       | 1436,14                      | 228,57                 | 
-| 2     | 2F       | 5253,42                      | 836,108                  |+| 2     | 2F       | 5253,42                      | 836,11                  |
 | 3     | 1T       | 8274,96                      | 1317                  | | 3     | 1T       | 8274,96                      | 1317                  |
  
Ligne 254: Ligne 276:
  
 ^ Mode  ^ Type  ^ Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^ ^ Mode  ^ Type  ^ Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^
-| 1     | 1F       | 1436,16                     | 228,572                  | +| 1     | 1F       | 1436,16                     | 228,57                  | 
-| 2     | 2F       | 5255,37                     | 836,418                  |+| 2     | 2F       | 5255,37                     | 836,42                  |
 | 3     | 1T       | 8277,22                     | 1317,36                  | | 3     | 1T       | 8277,22                     | 1317,36                  |
  
 +====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_11:campbell_11_ini.png?500 }}
 +<caption>diagramme de Campbell calculé avec une précharge centrifuge linéaire, noeuds du pied d'aube encastrés (vitesse nominale ωₙ = 1 686 rad/s),
  
-</tabs> +aube initiale (orange), aube de référence (grise)</caption>
-</pane>+
  
 +  * {{ :public:modeles:rotor_11:campbell_11_ini.pdf |graphique (.pdf)}}
 +  * {{ :public:modeles:rotor_11:campbell_11_ini.csv |données du Campbell (.csv)}}
 +
 +</pane>
 +</tabs>
  
  
  • public/modeles/rotor_11/accueil.1679274925.txt.gz
  • Dernière modification : 2023/04/05 08:59
  • (modification externe)