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public:modeles:rotor_26b:accueil [2023/03/19 20:11] – [Modèle CAO] ikrambeghdadipublic:modeles:rotor_26b:accueil [2024/08/06 17:07] (Version actuelle) – [Natural frequencies] rafaelbarraud
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 **[[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor26b|Git project]]** **[[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor26b|Git project]]**
 </modal>  </modal> 
-===== Original model =====+===== About =====
  
 Rotor 26B is part of a research program to study the effects of aspect ratio, diffusion factor, and solidity on rotors. To do so, experimental studies have been conducted on a series of high-hub-tip-radius-ratio compressor stages representative of the middle and latter stages of axial-flow compressors. In fact, 14 middle stages were tested to assess the effects on performance of varying both diffusion through the rotor and stator blades and blade aspect ratio. Among these 14 stages, there are rotors 23B, 24A, 25A, 26B, 27A and 28B. Both the tip diameter and the hub-tip radius ratio were held constant throughout each stage at 50.8 centimeters and 0.8, respectively. Rotor 26B is part of a research program to study the effects of aspect ratio, diffusion factor, and solidity on rotors. To do so, experimental studies have been conducted on a series of high-hub-tip-radius-ratio compressor stages representative of the middle and latter stages of axial-flow compressors. In fact, 14 middle stages were tested to assess the effects on performance of varying both diffusion through the rotor and stator blades and blade aspect ratio. Among these 14 stages, there are rotors 23B, 24A, 25A, 26B, 27A and 28B. Both the tip diameter and the hub-tip radius ratio were held constant throughout each stage at 50.8 centimeters and 0.8, respectively.
  
-  * Original technical report [(cite:britsch1979design>Britsch. «Design and overall performance of four highly loaded, high speed inlet stages for an advanced high-pressure-ratio core compressor » 1979.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19790025039|pdf}})]: <code>@TechReport{britsch1979design,+  * Original technical report [(cite:britsch1979design>Britsch //et al//. «Design and overall performance of four highly loaded, high speed inlet stages for an advanced high-pressure-ratio core compressor » 1979.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19790025039|pdf}})]: <code>@TechReport{britsch1979design,
   author           = {Britsch, Werner R. and Osborn, Walter M. and Laessig, Mark R.},   author           = {Britsch, Werner R. and Osborn, Walter M. and Laessig, Mark R.},
   date             = {1979},   date             = {1979},
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 {{ :public:modeles:rotor_26b:gene_aubes_nasa_image_rotor26b.png?400 |}} {{ :public:modeles:rotor_26b:gene_aubes_nasa_image_rotor26b.png?400 |}}
-<caption>https://catalog.archives.gov/id/17448811</caption> +<caption>Fig1. https://catalog.archives.gov/id/17448811</caption> 
- <code>@Misc{huebler1975records,+  * <code>@Misc{huebler1975records,
 author   = {Huebler, D.}, author   = {Huebler, D.},
 title    = {Rotor 26B stator ring half stator 21. {R}ecords of the {N}ational {A}eronautics and {S}pace {A}dministration, 1903 - 2006. {P}hotographs relating to agency activities, facilities and personnel, 1975 - 2013}, title    = {Rotor 26B stator ring half stator 21. {R}ecords of the {N}ational {A}eronautics and {S}pace {A}dministration, 1903 - 2006. {P}hotographs relating to agency activities, facilities and personnel, 1975 - 2013},
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   * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor26b|downloadable models]] (Git project)   * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor26b|downloadable models]] (Git project)
   * {{ :public:modeles:rotor_26b:rotor26b.pdf| NASA technical report}} (.pdf)   * {{ :public:modeles:rotor_26b:rotor26b.pdf| NASA technical report}} (.pdf)
-  * {{ :public:modeles:rotor_26b:rotor26b_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_26b:rotor26b_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>
  
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-===== Geometry =====+==== Geometry ====
  
 The geometry of rotor 26B is described in the [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19790025039|original NASA report]]  by the following tables. The length are in centimeters and the angles in degrees. The geometry of rotor 26B is described in the [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19790025039|original NASA report]]  by the following tables. The length are in centimeters and the angles in degrees.
 {{ :public:modeles:rotor_26b:gene_aubes_nasa_geom_rotor26b.png?400 |}} {{ :public:modeles:rotor_26b:gene_aubes_nasa_geom_rotor26b.png?400 |}}
  
-===== Aerodynamic design  =====+==== Aerodynamic design  ====
  
-^                      ^  unit  ^ values  ^+^                      ^  unit  ^ value  ^
 ^ pressure ratio  |  [-]     | 1.328     | ^ pressure ratio  |  [-]     | 1.328     |
 ^ mass flow       |  [kg/s]  | 9.46     | ^ mass flow       |  [kg/s]  | 9.46     |
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 ^ aspect ratio          |  [-]     | 1.2     | ^ aspect ratio          |  [-]     | 1.2     |
 ^ number of blades       |  [-]     | 68      | ^ number of blades       |  [-]     | 68      |
-^ rotative speed  |  [rad/s]  | 960.28 |+^ nominal rotation speed $\omega_n$  |  [rad/s]  | 960.28 |
  
-===== Material properties  =====+==== Material properties  ====
  
-The original material of the rotor 26B is not defined in the NASA report.+The original material of the rotor 26B is not defined in the NASA report. A 200-grade maraging steel is considered:
  
-Considered properties: 200-grade maraging steel : +^                         ^  unit    ^ value             ^
- +
-^                         ^  unité    ^ valeurs             ^+
 ^ alloy                |  [-]      | 18-Ni-200-maraging  | ^ alloy                |  [-]      | 18-Ni-200-maraging  |
 ^ Young's modulus          |  [GPa]    | 180                 | ^ Young's modulus          |  [GPa]    | 180                 |
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 </col> </col>
 <col md="4"> <col md="4">
-{{:public:modeles:rotor_26b:26b_intra.png?200|}}+{{ :public:modeles:rotor_26b:26b_intra.png?200 |}}
  <caption>pressure side</caption>  <caption>pressure side</caption>
 </col> </col>
 <col md="4"> <col md="4">
-{{:public:modeles:rotor_26b:26b_extra.png?200|}}+{{ :public:modeles:rotor_26b:26b_extra.png?200 |}}
 <caption>suction side</caption> <caption>suction side</caption>
 </col> </col>
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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    | 897,366                       | 5638,32                  | +| 1     | 1B    | 5638.32                      | 897.37              | 
-| 2     | 1T    | 2243,56                      | 14096,7                  | +| 2     | 1T    | 14096.70                        | 2243.56           | 
-| 3     | 2B    | 3788,04                      | 23800,96                  |+| 3     | 2B    | 23800.96                   | 3788.04                |
  
  
 +====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_26b:campbell_eng_26b_ref.png?500 }}
 +<caption>Campbell diagram computed with a linear centrifugal preload, with clamped root (nominal rotation speed ωₙ = 960.28 rad/s)</caption>
 +
 +  * {{ :public:modeles:rotor_26b:campbell_eng_26b_ref.pdf |graph (.pdf)}}
 +  * {{ :public:modeles:rotor_26b:campbell_26b_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    | 896,374                       | 5632,08                 | +| 1     | 1B    | 5632.08                             | 896.37                  | 
-| 2     | 1T    | 2248,7                       | 14129                  | +| 2     | 1T    | 14129                                | 2248.70                 | 
-| 3     | 2B    | 3805,19                       | 23908,71                 |+| 3     | 2B    | 23908.71                             | 3805.19                 |
  
  
Ligne 132: Ligne 138:
  
 ^ Mode  ^ Type  ^ Natural angular frequency (rad/sec)  ^ Natural frequency (Hz)  ^ ^ Mode  ^ Type  ^ Natural angular frequency (rad/sec)  ^ Natural frequency (Hz)  ^
-| 1     | 1B    | 896,448                      | 5632,55                  | +| 1     | 1B    | 5632.55                              | 896.45               | 
-| 2     | 1T    | 2249,57                      | 14134,47                 | +| 2     | 1T    | 14134.47                             | 2249.57              | 
-| 3     | 2B    | 3810,18                      | 23940,07                  |+| 3     | 2B    | 23940.07                             | 3810.18               |
  
 +====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_26b:campbell_eng_26b_ini.png?500 }}
 +
 +
 +<caption>Campbell diagram computed with a linear centrifugal preload, with clamped root (nominal speed ωₙ = 960.28 rad/s), 
 +
 +initial blade (orange), reference blade (gray) </caption>
 +
 +  * {{ :public:modeles:rotor_26b:campbell_eng_26b_ini.pdf |graph (.pdf)}}
 +  * {{ :public:modeles:rotor_26b:campbell_26b_ini.csv |Campbell data (.csv)}}
  
  
Ligne 152: Ligne 170:
 ===== À propos ===== ===== À propos =====
  
-Le rotor 26B fait partie d'un programme de recherche visant à étudier les effets de l’allongement, du facteur de diffusion et de la solidité des rotors. Pour ce faire, des études expérimentales ont été menées sur une série d'étages de compresseurs à fort rapport entre les rayons du moyeu et de la tête d’aube, représentatifs des étages moyens et avancés des compresseurs à flux axial. En effet, 14 étages intermédiaires ont été testés pour évaluer les effets sur les performances de la variation de la diffusion et de l’allongement des aubes. Parmi ces 14 étages, on trouve les rotors 23B, 24A, 25A, 26B, 27A et 28B. Le diamètre de l'extrémité des aubes et le rapport entre les rayons du moyeu et de la tête d’aube ont été maintenus constants tout au long de chaque étage à 50.8 centimètres et 0.8, respectivement.+Le rotor 26B fait partie d'un programme de recherche visant à étudier les effets de l’allongement, du facteur de diffusion et de la solidité des rotors. Pour ce faire, des études expérimentales ont été menées sur une série d'étages de compresseurs à fort rapport entre les rayons du moyeu et de la tête d’aube, représentatifs des étages moyens et avancés des compresseurs à flux axial. En effet, 14 étages intermédiaires ont été testés pour évaluer les effets sur les performances de la variation de la diffusion et de l’allongement des aubes. Parmi ces 14 étages, on trouve les rotors 23B, 24A, 25A, 26B, 27A et 28B. Le diamètre de l'extrémité des aubes et le rapport entre les rayons du moyeu et de la tête d’aube ont été maintenus constants tout au long de chaque étage, respectivement à 50,8 centimètres et 0,8.
  
-  * Rapport technique original [(cite:britsch1979design>Britsch. «Design and overall performance of four highly loaded, high speed inlet stages for an advanced high-pressure-ratio core compressor » 1979.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19790025039|pdf}})]: <code>@TechReport{britsch1979design,+  * Rapport technique original [(cite:britsch1979design>)]: <code>@TechReport{britsch1979design,
   author           = {Britsch, Werner R. and Osborn, Walter M. and Laessig, Mark R.},   author           = {Britsch, Werner R. and Osborn, Walter M. and Laessig, Mark R.},
   date             = {1979},   date             = {1979},
Ligne 164: Ligne 182:
 </code> </code>
   * Photographie :   * Photographie :
- 
 {{ :public:modeles:rotor_26b:gene_aubes_nasa_image_rotor26b.png?400 |}} {{ :public:modeles:rotor_26b:gene_aubes_nasa_image_rotor26b.png?400 |}}
-<caption>https://catalog.archives.gov/id/17448811</caption> +<caption>Fig1. https://catalog.archives.gov/id/17448811</caption> 
- <code>@Misc{huebler1975records,+  * <code>@Misc{huebler1975records,
 author   = {Huebler, D.}, author   = {Huebler, D.},
 title    = {Rotor 26B stator ring half stator 21. {R}ecords of the {N}ational {A}eronautics and {S}pace {A}dministration, 1903 - 2006. {P}hotographs relating to agency activities, facilities and personnel, 1975 - 2013}, title    = {Rotor 26B stator ring half stator 21. {R}ecords of the {N}ational {A}eronautics and {S}pace {A}dministration, 1903 - 2006. {P}hotographs relating to agency activities, facilities and personnel, 1975 - 2013},
Ligne 176: Ligne 193:
   * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor26b|modèles téléchargeables]] (lien vers projet Git)   * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor26b|modèles téléchargeables]] (lien vers projet Git)
   * {{ :public:modeles:rotor_26b:rotor26b.pdf | rapport technique original}} de la NASA (.pdf)   * {{ :public:modeles:rotor_26b:rotor26b.pdf | rapport technique original}} de la NASA (.pdf)
-  * {{ :public:modeles:rotor_26b:rotor26b_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_26b:rotor26b_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 183: Ligne 200:
 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:britsch1979design)]. 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:britsch1979design)]. Les modèles associés sont obtenus avec le code en libre accès OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)].
  
-===== Géométrie =====+==== Géométrie ====
  
 La géométrie du rotor 26B est décrite dans le [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19790025039|rapport d'origine de la NASA]] par les tableaux suivants. Les grandeurs sont en centimètres et en degrés. La géométrie du rotor 26B est décrite dans le [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19790025039|rapport d'origine de la NASA]] par les tableaux suivants. Les grandeurs sont en centimètres et en degrés.
Ligne 189: Ligne 206:
 {{ :public:modeles:rotor_26b:gene_aubes_nasa_geom_rotor26b.png?400 |}} {{ :public:modeles:rotor_26b:gene_aubes_nasa_geom_rotor26b.png?400 |}}
  
-===== Caractéristiques aérodynamiques  =====+==== Caractéristiques aérodynamiques  ====
 ^                      ^  unités  ^ valeurs  ^ ^                      ^  unités  ^ valeurs  ^
 ^ taux de compression  |  [-]     | 1,328     | ^ taux de compression  |  [-]     | 1,328     |
Ligne 197: Ligne 214:
 ^ allongement          |  [-]     | 1,2     | ^ allongement          |  [-]     | 1,2     |
 ^ nombre d'aubes       |  [-]     | 68     | ^ nombre d'aubes       |  [-]     | 68     |
-^ vitesse de rotation  |  [rad/s]  | 960,28  |+^ vitesse de rotation nominale $\omega_n$  |  [rad/s]  | 960,28  |
  
-===== Propriétés matériau  =====+==== Propriétés matériau  ====
  
-Le matériau original du rotor 26B n'est pas défini dans le rapport de la NASA. +Le matériau original du rotor 26B n'est pas défini dans le rapport de la NASA. Un acier maraging de grade 200 est considéré :
- +
-Propriétés considérées : un acier maraging de grade 200 :+
  
 ^                         ^  unité    ^ valeurs             ^ ^                         ^  unité    ^ valeurs             ^
Ligne 224: Ligne 239:
 </col> </col>
 <col md="4"> <col md="4">
-{{:public:modeles:rotor_26b:26b_extra.png?200|}}+{{ :public:modeles:rotor_26b:26b_extra.png?200 |}}
 <caption>extrados</caption> <caption>extrados</caption>
 </col> </col>
Ligne 234: Ligne 249:
  
 Fréquences des trois premiers modes (noeuds du pied d'aube encastrés) pour le maillage obtenu avec OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)] : Fréquences des trois premiers modes (noeuds du pied d'aube encastrés) pour le maillage obtenu avec OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)] :
 +
  
 ^ 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     | 1B    | 5638,32                      | 897,37              | 
-| 2     | 1T    | 3542,5                      | 563,8                  | +| 2     | 1T    | 14096,70                        | 2243,56           | 
-| 3     | 2F    | 6094,7                      | 970,0                  |+| 3     | 2B    | 23800,96                   | 3788,04                |
  
 +====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_26b:campbell_26b_ref.png?500 }}
 +<caption>diagramme de Campbell calculé avec une précharge centrifuge linéaire, noeuds du pied d'aube encastrés (vitesse nominale ωₙ = 960,28 rad/s)</caption>
 +
 +  * {{ :public:modeles:rotor_26b:campbell_26b_ref.pdf |graphique (.pdf)}}
 +  * {{ :public:modeles:rotor_26b:campbell_26b_ref.csv |données du Campbell (.csv)}}
 +
 +
 + 
  
 ===== Aube initiale ===== ===== Aube initiale =====
Ligne 252: Ligne 278:
  
 ^ 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     | 1B    | 5632,08                     | 896,37             | 
-| 2     | 1T    | 3539,3                       | 563,3                  | +| 2     | 1T    | 14129                            | 2248,70             | 
-| 3     | 2F    | 6074,0                       | 966,7                  |+| 3     | 2B    | 23908,71                     | 3805,19              | 
  
  
Ligne 260: Ligne 287:
  
 ^ 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     | 1B    | 5632,55                      | 896,45               | 
-| 2     | 1T    | 3540,8                      | 563,5                  | +| 2     | 1T    | 14134,47                      | 2249,57              | 
-| 3     | 2F    | 6075,8                      | 967,0                  |+| 3     | 2B    | 23940,07                      | 3810,18               |
  
  
-</tabs>+ 
 + 
 + 
 + 
 + 
 +====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_26b:campbell_26b_ini.png?500 }} 
 +<caption>diagramme de Campbell calculé avec une précharge centrifuge linéaire, noeuds du pied d'aube encastrés (vitesse nominale ωₙ = 960,28 rad/s), 
 + 
 +aube initiale (orange), aube de référence (grise)</caption> 
 + 
 +  * {{ :public:modeles:rotor_26b:campbell_26b_ini.pdf |graphique (.pdf)}} 
 +  * {{ :public:modeles:rotor_26b:campbell_26b_ini.csv |données du Campbell (.csv)}} 
 </pane> </pane>
 +</tabs>
  
  
  • public/modeles/rotor_26b/accueil.1679271103.txt.gz
  • Dernière modification : 2023/04/05 08:59
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