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<modal id="modal_en" title="Open access"> | <modal id="modal_en" title="Open access"> |
**[[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/nasa/rotor20|Git project]]** | **[[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor20|Git project]]** |
</modal> | </modal> |
===== Original model ===== | ===== About ===== |
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Rotor 20 is part of a research program to study the effect of tip velocity ratio on compressors performances. It has been designed for a stage tip velocity ratio of 0.8. | Rotor 20 is part of a research program to study the effect of tip velocity ratio on compressors performances. It has been designed for a stage tip velocity ratio of 0.8. |
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* Original technical report [(cite:moore1978design>Moore. «Performance of a Transonic Fan Stage Designed for a Low Meridional Velocity Ratio » 1978. {{ https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19780025164/downloads/19780025164.pdf|pdf}})]: <code>@TechReport{moore1978design, | * Original technical report [(cite:moore1978design>Moore //et al//. «Performance of a Transonic Fan Stage Designed for a Low Meridional Velocity Ratio » 1978. {{ https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19780025164/downloads/19780025164.pdf|pdf}})]: <code>@TechReport{moore1978design, |
author = {Moore, R. D. and Lewis, George W. and Osborn, Walter M.}, | author = {Moore, R. D. and Lewis, George W. and Osborn, Walter M.}, |
date = {1978}, | date = {1978}, |
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===== Useful documents ===== | <callout type="info" icon="true" title="Useful documents"> |
* [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor20|downloadable models]] (Git project) | * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor20|downloadable models]] (Git project) |
* PDF of the NASA report : {{ :public:modeles:rotor_20:rotor20.pdf |}} | * {{ :public:modeles:rotor_20:rotor20.pdf | NASA technical report}} (.pdf) |
* CSV file of the blade geometry : {{ :public:modeles:rotor_20:rotor20_original.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_20:rotor20_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> |
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The **reference blade** is defined with multiple-circular arc profiles[(cite:Crouse_1969_computer)] given in the original NASA report[(cite:moore1978design)]. 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:moore1978design)]. Corresponding models are computed with the open-source code OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)]. |
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===== Geometry ===== | ==== Geometry ==== |
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The geometry of rotor 20 is described in the [[https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19780025164/downloads/19780025164.pdf|original NASA report]] by the following tables. The length are in centimeters and the angles in degrees. | The geometry of rotor 20 is described in the [[https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19780025164/downloads/19780025164.pdf|original NASA report]] by the following tables. The length are in centimeters and the angles in degrees. |
{{ :public:modeles:rotor_20:gene_aubes_nasa_geom_rotor20.png?400 |}} | {{ :public:modeles:rotor_20:gene_aubes_nasa_geom_rotor20.png?400 |}} |
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===== Aerodynamic design ===== | ==== Aerodynamic design ==== |
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^ ^ unit ^ values ^ | ^ ^ unit ^ value ^ |
^ pressure ratio | [-] | 1.57 | | ^ pressure ratio | [-] | 1.57 | |
^ mass flow | [kg/s] | 29.5 | | ^ mass flow | [kg/s] | 29.5 | |
^ rotative speed | [rad/s] | 1686 | | ^ rotative speed | [rad/s] | 1686 | |
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===== Material properties ===== | ==== Material properties ==== |
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The original material of the rotor 20 is not defined in the NASA report. | The original material of the rotor 20 is not defined in the NASA report. A generic titanium Ti-6Al-4V is considered: |
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Considered properties: Ti-6Al-4V, generic titanium : | ^ ^ unit ^ value ^ |
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^ ^ unité ^ valeurs ^ | |
^ alloy | [-] | Ti-6Al-4V | | ^ alloy | [-] | Ti-6Al-4V | |
^ Young's modulus | [GPa] | 108 | | ^ Young's modulus | [GPa] | 108 | |
^ yield stress | [GPa] | 0.824 | | ^ yield stress | [GPa] | 0.824 | |
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| |
First three natural frequencies (with clamped root) for the mesh: | |
- <fc #c0c0c0>(1B)</fc>: 1441.5 rad/s / 229.4 Hz | |
- <fc #c0c0c0>(2B)</fc>: 5124.4 rad/s / 815.6 Hz | |
- <fc #c0c0c0>(1T)</fc>: 8165.6 rad/s / 1299.6 Hz | |
| |
==== CAD model ==== | ==== CAD model ==== |
</col> | </col> |
<col md="4"> | <col md="4"> |
{{:public:modeles:rotor_20:18_intra.png?200|}} | {{ :public:modeles:rotor_20:20_intra.png?200 |}} |
<caption>pressure side</caption> | <caption>pressure side</caption> |
</col> | </col> |
<col md="4"> | <col md="4"> |
{{:public:modeles:rotor_20:18_extra.png?200|}} | {{ :public:modeles:rotor_20:18_extra.png?200 |}} |
<caption>suction side</caption> | <caption>suction side</caption> |
</col> | </col> |
| |
^ Mode ^ Type ^ Natural angular frequency (rad/sec) ^ Natural frequency (Hz) ^ | ^ Mode ^ Type ^ Natural angular frequency (rad/sec) ^ Natural frequency (Hz) ^ |
| 1 | <fc #6495ed>À Remplir stp</fc> | 1374.86 | 218.815 | | | 1 | 1B | 1374.86 | 218.815 | |
| 2 | <fc #6495ed>À Remplir stp</fc> | 5070.79 | 807.042 | | | 2 | 2B | 5070.79 | 807.042 | |
| 3 | <fc #6495ed>À Remplir stp</fc> | 7887.28 | 1255.3 | | | 3 | 1T | 7887.28 | 1255.3 | |
| |
| |
| |
^ Mode ^ Type ^ Natural angular frequency (rad/sec) ^ Natural frequency (Hz) ^ | ^ Mode ^ Type ^ Natural angular frequency (rad/sec) ^ Natural frequency (Hz) ^ |
| 1 | <fc #6495ed>À Remplir stp</fc> | 1375.47 | 218.913 | | | 1 | 1B | 1375.47 | 218.913 | |
| 2 | <fc #6495ed>À Remplir stp</fc> | 5066.25 | 806.319 | | | 2 | 2B | 5066.25 | 806.319 | |
| 3 | <fc #6495ed>À Remplir stp</fc> | 7896.27 | 1256.73 | | | 3 | 1T | 7896.27 | 1256.73 | |
| |
| |
| |
^ Mode ^ Type ^ Natural angular frequency (rad/sec) ^ Natural frequency (Hz) ^ | ^ Mode ^ Type ^ Natural angular frequency (rad/sec) ^ Natural frequency (Hz) ^ |
| 1 | <fc #6495ed>À Remplir stp</fc> | 1375.5 | 218.917 | | | 1 | 1B | 1375.5 | 218.917 | |
| 2 | <fc #6495ed>À Remplir stp</fc> | 5068.12 | 806.617 | | | 2 | 2B | 5068.12 | 806.617 | |
| 3 | <fc #6495ed>À Remplir stp</fc> | 7898.53 | 1257.09 | | | 3 | 1T | 7898.53 | 1257.09 | |
| |
| |
<btn type="warning" size="md" modal="modal_fr">Fichiers téléchargeables</btn> | <btn type="warning" size="md" modal="modal_fr">Fichiers téléchargeables</btn> |
<modal id="modal_fr" title="Libre accès"> | <modal id="modal_fr" title="Libre accès"> |
**[[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/nasa/rotor20|lien vers le projet Git]]** | **[[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor20|lien vers le projet Git]]** |
</modal> | </modal> |
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===== Modèle original ===== | ===== À propos ===== |
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Le rotor 20 fait partie d'un programme de recherche visant à étudier l'effet du rapport de vitesse en tête sur les performances des compresseurs. Il a été conçu pour un rapport de vitesse en tête de 0,8. | Le rotor 20 fait partie d'un programme de recherche visant à étudier l'effet du rapport de vitesse en tête sur les performances des compresseurs. Il a été conçu pour un rapport de vitesse en tête de 0,8. |
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* Rapport technique original [(cite:moore1978design>Moore. «Performance of a Transonic Fan Stage Designed for a Low Meridional Velocity Ratio » 1978. {{ https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19780025164/downloads/19780025164.pdf|pdf}})]: <code>@TechReport{moore1978design, | * Rapport technique original [(cite:moore1978design>)]: <code>@TechReport{moore1978design, |
author = {Moore, R. D. and Lewis, George W. and Osborn, Walter M.}, | author = {Moore, R. D. and Lewis, George W. and Osborn, Walter M.}, |
date = {1978}, | date = {1978}, |
<caption>Fig1. https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19780025164/downloads/19780025164.pdf p.61 </caption> | <caption>Fig1. https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19780025164/downloads/19780025164.pdf p.61 </caption> |
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===== Documents utiles ===== | |
| <callout type="info" icon="true" title="Documents utiles"> |
* [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor20|modèles téléchargeables]] (lien vers projet Git) | * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor20|modèles téléchargeables]] (lien vers projet Git) |
* PDF du rapport de la NASA : {{ :public:modeles:rotor_20:rotor20.pdf |}} | * {{ :public:modeles:rotor_20:rotor20.pdf | rapport technique original}} de la NASA (.pdf) |
* Fichier CSV de la géométrie : {{ :public:modeles:rotor_20:rotor20_original.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_20:rotor20_original.csv | fichier de paramètres géométriques}} (.csv), utilisable en entrée de OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes>)] pour générer l'aube de référence |
| </callout> |
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===== Aube de référence ===== | ===== Aube de référence ===== |
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:moore1978design)]. 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:moore1978design)]. Les modèles associés sont obtenus avec le code en libre accès OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)]. |
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===== Géométrie ===== | ==== Géométrie ==== |
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La géométrie du rotor 20 est décrite dans le [[https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19780025164/downloads/19780025164.pdf|rapport d'origine de la NASA]] par les tableaux suivants. Les grandeurs sont en centimètres et en degrés. | La géométrie du rotor 20 est décrite dans le [[https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19780025164/downloads/19780025164.pdf|rapport d'origine de la NASA]] par les tableaux suivants. Les grandeurs sont en centimètres et en degrés. |
{{ :public:modeles:rotor_20:gene_aubes_nasa_geom_rotor20.png?400 |}} | {{ :public:modeles:rotor_20:gene_aubes_nasa_geom_rotor20.png?400 |}} |
| |
===== Caractéristiques aérodynamiques ===== | ==== Caractéristiques aérodynamiques ==== |
^ ^ unités ^ valeurs ^ | ^ ^ unités ^ valeurs ^ |
^ taux de compression | [-] | 1,57 | | ^ taux de compression | [-] | 1,57 | |
^ vitesse de rotation | [rad/s] | 1686 | | ^ vitesse de rotation | [rad/s] | 1686 | |
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===== Propriétés matériau ===== | ==== Propriétés matériau ==== |
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Le matériau original du rotor 20 n'est pas défini dans le rapport de la NASA. | Le matériau original du rotor 20 n'est pas défini dans le rapport de la NASA. Un alliage de titane Ti-6Al-4v est considéré : |
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Propriétés considérées : alliage de titane Ti-6Al-4v : | |
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^ ^ unité ^ valeurs ^ | ^ ^ unité ^ valeurs ^ |
^ limite élastique | [GPa] | 0,824 | | ^ limite élastique | [GPa] | 0,824 | |
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Fréquences des trois premiers modes (noeuds de la base encastrés) pour le maillage : | |
- <fc #c0c0c0>(1B)</fc>: 1441,5 rad/s / 229,4 Hz | |
- <fc #c0c0c0>(2B)</fc>: 5124,4 rad/s / 815,6 Hz | |
- <fc #c0c0c0>(1T)</fc>: 8165,6 rad/s / 1299,6 Hz | |
| |
==== Modèle CAO ==== | ==== Modèle CAO ==== |
</col> | </col> |
<col md="4"> | <col md="4"> |
{{:public:modeles:rotor_20:18_intra.png?200|}} | {{ :public:modeles:rotor_20:20_intra.png?200 |}} |
<caption>intrados</caption> | <caption>intrados</caption> |
</col> | </col> |
<col md="4"> | <col md="4"> |
{{:public:modeles:rotor_20:18_extra.png?200|}} | {{ :public:modeles:rotor_20:20_extra.png?200 |}} |
<caption>extrados</caption> | <caption>extrados</caption> |
</col> | </col> |
| |
^ Mode ^ Type ^ Pulsation propre (rad/sec) ^ Fréquence propre (Hz) ^ | ^ Mode ^ Type ^ Pulsation propre (rad/sec) ^ Fréquence propre (Hz) ^ |
| 1 | 1F | 1018,5 | 162,1 | | | 1 | 1F | 1374,86 | 218,815 | |
| 2 | 1T | 3542,5 | 563,8 | | | 2 | 2F | 5070,79 | 807,042 | |
| 3 | 2F | 6094,7 | 970,0 | | | 3 | 1T | 7887,28 | 125,3 | |
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| |
^ Mode ^ Type ^ Pulsation propre (rad/sec) ^ Fréquence propre (Hz) ^ | ^ Mode ^ Type ^ Pulsation propre (rad/sec) ^ Fréquence propre (Hz) ^ |
| 1 | 1F | 1019,1 | 162,2 | | | 1 | 1F | 1375,47 | 218,913 | |
| 2 | 1T | 3539,3 | 563,3 | | | 2 | 2F | 5066,25 | 806,319 | |
| 3 | 2F | 6074,0 | 966,7 | | | 3 | 1T | 7896,27 | 1256,73 | |
| |
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* pour le modèle réduit : | * pour le modèle réduit : |
| |
^ Mode ^ Type ^ Pulsation propre (rad/sec) ^ Fréquence propre (Hz) ^ | ^ Mode ^ Type ^ Pulsation propre (rad/sec) ^ Fréquence propre (Hz) ^ |
| 1 | 1F | 1019,1 | 162,2 | | | 1 | 1F | 1375,5 | 218,917 | |
| 2 | 1T | 3540,8 | 563,5 | | | 2 | 2F | 5068,12 | 806,617 | |
| 3 | 2F | 6075,8 | 967,0 | | | 3 | 1T | 7898,53 | 1257,09 | |
| |
| |
</tabs> | |
</pane> | |
| |
| </pane> |
| </tabs> |
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