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public:modeles:rotor_68:accueil [2023/04/06 15:57] – solenekojtychpublic:modeles:rotor_68:accueil [2024/08/01 16:42] (Version actuelle) – [Natural frequencies] rafaelbarraud
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   * Original technical report [(cite:urasek1979design>Urasek, D. C. //et al// «Performance of two-stage fan having low-aspect-ratio first-stage rotor blading » 1979.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19780025165|pdf}})]: <code>@TechReport{urasek1979design,   * Original technical report [(cite:urasek1979design>Urasek, D. C. //et al// «Performance of two-stage fan having low-aspect-ratio first-stage rotor blading » 1979.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19780025165|pdf}})]: <code>@TechReport{urasek1979design,
   author           = {Urasek, D. C. and Gorrell, W. T. and Cunnan, W. S.},   author           = {Urasek, D. C. and Gorrell, W. T. and Cunnan, W. S.},
-  date             = {1979},+  year             = {1979},
   institution      = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States},   institution      = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States},
   title            = {Performance of two-stage fan having low-aspect-ratio first-stage rotor blading},   title            = {Performance of two-stage fan having low-aspect-ratio first-stage rotor blading},
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   * Picture :   * Picture :
 {{ :public:modeles:rotor_68:gene_aubes_nasa_image_rotor68.jpg?300 |}} {{ :public:modeles:rotor_68:gene_aubes_nasa_image_rotor68.jpg?300 |}}
-<caption>Fig1. https://ntrs.nasa.gov/citations/19790018972 p.119 </caption>+<caption>Fig. 1 https://ntrs.nasa.gov/citations/19790018972 p.119 </caption>
  
 <callout type="info" icon="true" title="Useful documents">  <callout type="info" icon="true" title="Useful documents"> 
   * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor68|downloadable models]] (Git project)   * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor68|downloadable models]] (Git project)
   * {{ :public:modeles:rotor_68:rotor68.pdf | NASA technical report}} (.pdf)   * {{ :public:modeles:rotor_68:rotor68.pdf | NASA technical report}} (.pdf)
-  * {{ :public:modeles:rotor_68:rotor68_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_68:rotor68_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 45: Ligne 45:
 ==== Aerodynamic design  ==== ==== Aerodynamic design  ====
  
-^                      ^  unit  ^ values  ^+^                      ^  units  ^ values  ^
 ^ pressure ratio  |  [-]     | 1.54    | ^ pressure ratio  |  [-]     | 1.54    |
 ^ mass flow       |  [kg/s]  | 33.248    | ^ mass flow       |  [kg/s]  | 33.248    |
Ligne 52: Ligne 52:
 ^ aspect ratio          |  [-]     | 1.89     | ^ aspect ratio          |  [-]     | 1.89     |
 ^ number of blades         |  [-]     | 38     | ^ number of blades         |  [-]     | 38     |
-^ rotative speed  |  [rad/s]  | 1680 |+^ nominal rotation speed $\omega_n$   |  [rad/s]  | 1680 |
  
 ==== Material properties  ==== ==== Material properties  ====
  
-The original material of the rotor 68 is not defined in the NASA report.+The original material of the rotor 68 is not defined in the NASA report. A generic titanium Ti-6Al-4V is considered:  
  
-Considered properties: Ti-6Al-4V, generic titanium : +^                         ^  units    ^ values             ^
- +
-^                         ^  unité    ^ valeurs             ^+
 ^ alloy                |  [-]      | Ti-6Al-4V  | ^ alloy                |  [-]      | Ti-6Al-4V  |
 ^ Young's modulus          |  [GPa]    | 108                 | ^ Young's modulus          |  [GPa]    | 108                 |
Ligne 94: Ligne 92:
  
 ^ Mode  ^ Type  ^ Natural angular frequency (rad/sec)  ^ Natural frequency (Hz)  ^ ^ Mode  ^ Type  ^ Natural angular frequency (rad/sec)  ^ Natural frequency (Hz)  ^
-| 1     | 1B    |    2492.51                    | 396.696                  | +| 1     | 1B    | 2492.51                              | 396.70                 | 
-| 2     | 2B    |    7697.97                   | 1225.17                  | +| 2     | 2B    | 7697.97                              | 1225.17                 | 
-| 3     | 1T    |    10374.29                   | 1651.12                  |+| 3     | 1T    | 10374.29                             | 1651.12                 |
  
 +====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_68:campbell_eng_68_ref.png?500 }}
 +<caption>Campbell diagram computed with a linear centrifugal preload, with clamped root (nominal rotation speed ωₙ = 1 680 rad/s)</caption>
 +
 +  * {{ :public:modeles:rotor_68:campbell_eng_68_ref.pdf |graph (.pdf)}}
 +  * {{ :public:modeles:rotor_68:campbell_68_ref.csv |Campbell data (.csv)}}
  
  
Ligne 114: Ligne 120:
  
 ^ Mode  ^ Type  ^ Natural angular frequency (rad/sec)  ^ Natural frequency (Hz)  ^ ^ Mode  ^ Type  ^ Natural angular frequency (rad/sec)  ^ Natural frequency (Hz)  ^
-| 1     | 1B    | 2450.71                       | 390.043                  |+| 1     | 1B    | 2450.71                       | 390.04                  |
 | 2     | 2B    | 7608.18                       | 1210.88                  | | 2     | 2B    | 7608.18                       | 1210.88                  |
 | 3     | 1T    | 10308.76                       | 1640.69                  | | 3     | 1T    | 10308.76                       | 1640.69                  |
Ligne 122: Ligne 128:
  
 ^ Mode  ^ Type  ^ Natural angular frequency (rad/sec)  ^ Natural frequency (Hz)  ^ ^ Mode  ^ Type  ^ Natural angular frequency (rad/sec)  ^ Natural frequency (Hz)  ^
-| 1     | 1B    | 2450.84                      | 390.064                  | +| 1     | 1B    | 2450.84                      | 390.06                  | 
-| 2     | 2B    | 7611.45                      | 1211.4                  |+| 2     | 2B    | 7611.45                      | 1211.40                  |
 | 3     | 1T    | 10314.29                      | 1641.57                  | | 3     | 1T    | 10314.29                      | 1641.57                  |
  
 +
 +====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_68:campbell_eng_68_ini.png?500 }}
 +
 +
 +<caption>Campbell diagram computed with a linear centrifugal preload, with clamped root (nominal speed ωₙ = 1 680 rad/s), 
 +
 +initial blade (orange), reference blade (gray) </caption>
 +
 +  * {{ :public:modeles:rotor_68:campbell_eng_68_ini.pdf |graph (.pdf)}}
 +  * {{ :public:modeles:rotor_68:campbell_68_ini.csv |Campbell data (.csv)}}
  
  
Ligne 143: Ligne 162:
   * Rapport technique original [(cite:urasek1979design>Reid. «Performance of two-stage fan having low-aspect-ratio first-stage rotor blading » 1979.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19780025165|pdf}})]: <code>@TechReport{urasek1979design,   * Rapport technique original [(cite:urasek1979design>Reid. «Performance of two-stage fan having low-aspect-ratio first-stage rotor blading » 1979.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19780025165|pdf}})]: <code>@TechReport{urasek1979design,
   author           = {Urasek, D. C. and Gorrell, W. T. and Cunnan, W. S.},   author           = {Urasek, D. C. and Gorrell, W. T. and Cunnan, W. S.},
-  date             = {1979},+  year             = {1979},
   institution      = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States},   institution      = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States},
   title            = {Performance of two-stage fan having low-aspect-ratio first-stage rotor blading},   title            = {Performance of two-stage fan having low-aspect-ratio first-stage rotor blading},
Ligne 153: Ligne 172:
   * Photographie :   * Photographie :
 {{ :public:modeles:rotor_68:gene_aubes_nasa_image_rotor68.jpg?300 |}} {{ :public:modeles:rotor_68:gene_aubes_nasa_image_rotor68.jpg?300 |}}
-<caption>Fig1. https://ntrs.nasa.gov/citations/19790018972 p.119 </caption>+<caption>Fig. 1 https://ntrs.nasa.gov/citations/19790018972 p.119 </caption>
  
 <callout type="info" icon="true" title="Documents utiles">  <callout type="info" icon="true" title="Documents utiles"> 
   * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor68|modèles téléchargeables]] (lien vers projet Git)   * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor68|modèles téléchargeables]] (lien vers projet Git)
   * {{ :public:modeles:rotor_68:rotor68.pdf | rapport technique original}} de la NASA (.pdf)   * {{ :public:modeles:rotor_68:rotor68.pdf | rapport technique original}} de la NASA (.pdf)
-  * {{ :public:modeles:rotor_68:rotor68_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_68:rotor68_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 179: Ligne 198:
 ^ allongement          |  [-]     | 1,89    | ^ allongement          |  [-]     | 1,89    |
 ^ nombre d'aubes         |  [-]     | 38     | ^ nombre d'aubes         |  [-]     | 38     |
-^ vitesse de rotation  |  [rad/s]  | 1680  |+^ vitesse de rotation nominale $\omega_n$|  [rad/s]  | 1680  |
  
 ==== Propriétés matériau  ==== ==== Propriétés matériau  ====
  
-Le matériau original du rotor 68 n'est pas défini dans le rapport de la NASA.+Le matériau original du rotor 68 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             ^+^                         ^  unités    ^ valeurs             ^
 ^ alliage                 |  [-]      | Ti-6Al-4v | ^ alliage                 |  [-]      | Ti-6Al-4v |
 ^ module d'Young          |  [GPa]    | 108                 | ^ module d'Young          |  [GPa]    | 108                 |
Ligne 218: Ligne 236:
  
 ^ Mode  ^ Type  ^ Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^ ^ Mode  ^ Type  ^ Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^
-| 1     | 1B    |    2492,51                    | 396,696                  | +| 1     | 1F    | 2492,51                     | 396,70                 | 
-| 2     | 2B    |    7697,97                   | 1225,17                  | +| 2     | 2F    | 7697,97                     | 1225,17                | 
-| 3     | 1T    |    10374,29                   | 1651,12                  |+| 3     | 1T    | 10374,29                    | 1651,12                |
  
 +====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_68:campbell_68_ref.png?500 }}
 +<caption>diagramme de Campbell calculé avec une précharge centrifuge linéaire, noeuds du pied d'aube encastrés (vitesse nominale ωₙ = 1 680 rad/s)</caption>
 +
 +  * {{ :public:modeles:rotor_68:campbell_68_ref.pdf |graphique (.pdf)}}
 +  * {{ :public:modeles:rotor_68:campbell_68_ref.csv |données du Campbell (.csv)}}
 +
 +
 + 
  
 ===== Aube initiale ===== ===== Aube initiale =====
Ligne 234: Ligne 262:
  
 ^ Mode  ^ Type  ^ Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^ ^ Mode  ^ Type  ^ Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^
-| 1     | 1B    | 2450,71                       | 390,043                  | +| 1     | 1F    | 2450,71                       | 390,04                   | 
-| 2     | 2B    | 7608,18                       | 1210,88                  | +| 2     | 2F    | 7608,18                       | 1210,88                  | 
-| 3     | 1T    | 10308,76                       | 1640,69                  |+| 3     | 1T    | 10308,76                      | 1640,69                  |
  
  
Ligne 242: Ligne 270:
  
 ^ Mode  ^ Type  ^ Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^ ^ Mode  ^ Type  ^ Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^
-| 1     | 1B    | 2450,84                      | 390,064                  | +| 1     | 1F    | 2450,84                      | 390,06                   | 
-| 2     | 2B    | 7611,45                      | 1211,4                  | +| 2     | 2F    | 7611,45                      | 1211,40                  | 
-| 3     | 1T    | 10314,29                      | 1641,57                  |+| 3     | 1T    | 10314,29                     | 1641,57                  | 
 +  
 +====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_68:campbell_68_ini.png?500 }}
 +<caption>diagramme de Campbell calculé avec une précharge centrifuge linéaire, noeuds du pied d'aube encastrés (vitesse nominale ωₙ = 1 680 rad/s),
 +
 +aube initiale (orange), aube de référence (grise)</caption>
 +
 +  * {{ :public:modeles:rotor_68:campbell_68_ini.pdf |graphique (.pdf)}}
 +  * {{ :public:modeles:rotor_68:campbell_68_ini.csv |données du Campbell (.csv)}}
 </pane> </pane>
 +
 </tabs> </tabs>
  
  • public/modeles/rotor_68/accueil.1680811021.txt.gz
  • Dernière modification : 2023/04/06 15:57
  • de solenekojtych