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_74a2:accueil [2022/11/18 13:01] – [Propriétés matériau] solenekojtychpublic:modeles:rotor_74a2:accueil [2023/04/28 12:44] (Version actuelle) – [Fréquences propres] solenekojtych
Ligne 8: Ligne 8:
 <btn type="warning" size="md" modal="modal_en">Downloadable files</btn> <btn type="warning" size="md" modal="modal_en">Downloadable files</btn>
 <modal id="modal_en" title="Open access"> <modal id="modal_en" title="Open access">
-**[[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/nasa/rotor74a2|Git project]]**+**[[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor74a2|Git project]]**
 </modal>  </modal> 
-===== Original model =====+===== About =====
  
 Compressor 74A is part of a research program to study fans and compressors for advanced airbreathing engines to assess and improve the technology needed for high pressure ratio, good efficiency, and adequate stall margin in as few stages as possible. This compressor consists of inlet guide vanes and five stages, and it is designed for a 9.271 pressure ratio. Rotor 74A2 is the rotor of the second stage of this compressor. Compressor 74A is part of a research program to study fans and compressors for advanced airbreathing engines to assess and improve the technology needed for high pressure ratio, good efficiency, and adequate stall margin in as few stages as possible. This compressor consists of inlet guide vanes and five stages, and it is designed for a 9.271 pressure ratio. Rotor 74A2 is the rotor of the second stage of this compressor.
  
-  * Original technical report [(cite:steinke1986design>Steinke. «Design of 9.271-Pressure-Ratio Five-Stage Core Compressor and Overall Performance for First Three Stages » 1986.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19870008266|pdf}})]: <code>@TechReport{steinke1986design, +  * Original technical report [(cite:steinke1986design>Steinke R.J. «Design of 9.271-Pressure-Ratio Five-Stage Core Compressor and Overall Performance for First Three Stages » 1986.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19870008266|pdf}})]: <code>@TechReport{steinke1986design, 
-author      = {Steinke, Ronald J.}, +  author           = {Steinke, Ronald J.}, 
-title       = {Design of 9.271-Pressure-Ratio Five-Stage Core Compressor and Overall Performance for First Three Stages}, +  date             = {1986}, 
-institution = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States}, +  institution      = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States}, 
-note        = {NASA-TP-2597, url~: \url{https://ntrs.nasa.gov/citations/19870008266}, 1986}}  +  title            = {Design of 9.271-Pressure-Ratio Five-Stage Core Compressor and Overall Performance for First Three Stages}, 
 +  number           = {NASA-TP-2597}, 
 +  url              {https://ntrs.nasa.gov/citations/19870008266}, 
 +}
 </code> </code>
  
 +  * Picture :
 +{{ :public:modeles:rotor_74a1:nasa_image_rotor74a.jpg?500 |}}
 +<caption>Fig. 1 https://catalog.archives.gov/id/17443470 </caption>
 +  * <code>@Misc{Huebler1978records,
 +author   = {Huebler, D.},
 +title    = {74A Compressor. {R}ecords of the {N}ational {A}eronautics and {S}pace {A}dministration, 1903 - 2006. {P}hotographs relating to agency activities, facilities and personnel, 1973 - 2013},
 +year     = {1978},
 +url     = {https://catalog.archives.gov/id/17443470}}
 +</code>
 +
 +
 + 
 +
 +<callout type="info" icon="true" title="Useful documents"> 
 +  * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor74a2|downloadable models]] (Git project)
 +  * {{ :public:modeles:rotor_74a2:rotor74a2.pdf | NASA technical report}} (.pdf)
 +  * {{ :public:modeles:rotor_74a2:rotor74a2_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 osurce code}})] to generate reference blade models.
 +</callout>
  
-===== Useful documents  =====+===== Reference blade =====
  
-  PDF of the NASA report : {{ :public:modeles:rotor_74a2:rotor74a2.pdf |}} +The **reference blade** is defined with multiple-circular arc profiles[(cite:Crouse_1969_computer)] given in the original NASA report[(cite:steinke1986design)]Corresponding models are computed with the open-source code OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)].
-  * CSV file of the blade geometry : {{ :public:modeles:rotor_74a2:rotor74a2_original.csv |}}+
  
-===== Geometry =====+==== Geometry ====
  
 The geometry of rotor 74A2 is described in the [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19870008266|original NASA report]]  by the following tables. The length are in centimeters and the angles in degrees. The geometry of rotor 74A2 is described in the [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19870008266|original NASA report]]  by the following tables. The length are in centimeters and the angles in degrees.
 {{ :public:modeles:rotor_74a2:gene_aubes_nasa_geom_rotor74a2.png?400 |}} {{ :public:modeles:rotor_74a2:gene_aubes_nasa_geom_rotor74a2.png?400 |}}
  
-===== Aerodynamic design  =====+==== Aerodynamic design  ====
  
-^                      ^  unit  ^ values  ^+^                      ^  units  ^ values  ^
 ^ pressure ratio  |  [-]     | 1.691    | ^ pressure ratio  |  [-]     | 1.691    |
 ^ mass flow        [kg/s]  | 29.71    | ^ mass flow        [kg/s]  | 29.71    |
Ligne 43: Ligne 63:
 ^ rotative speed  |  [rad/s]  | 1680 | ^ rotative speed  |  [rad/s]  | 1680 |
  
-===== Material properties  =====+==== Material properties  ====
  
-Rotor 74A2 is made of titanium  
  
-^                         ^  unité    valeurs             ^+Rotor 74A2 is made of titanium according to the NASA report, but the exact properties are not provided. A generic titanium Ti-6Al-4V is considered:   
 + 
 +^                         ^  units    values             ^
 ^ alloy                |  [-]      | Ti-6Al-4V  | ^ alloy                |  [-]      | Ti-6Al-4V  |
 ^ Young's modulus          |  [GPa]    | 108                 | ^ Young's modulus          |  [GPa]    | 108                 |
Ligne 54: Ligne 75:
 ^ yield stress        |  [GPa]    | 0.824                | ^ yield stress        |  [GPa]    | 0.824                |
  
-First three natural frequencies (with clamped root) for the mesh: 
-     - <fc #c0c0c0>(1B)</fc>: 4858.0 rad/s  / 773.2 Hz 
-     - <fc #c0c0c0>(1T)</fc>: 15004.9 rad/s / 2388.1 Hz 
-     - <fc #c0c0c0>(2B)</fc>: 17105.4 rad/s / 2722.4 Hz 
-===== CAD ===== 
  
-{{ :public:modeles:rotor_74a2:gene_aubes_nasa_rotor74a2_cao.png?400 |}}+ 
 +==== CAD model ==== 
 + 
 +The CAD model is computed with the open source code OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)]. 
 + 
 +<grid> 
 +<col md="2"> 
 +</col> 
 +<col md="4"> 
 +{{ :public:modeles:rotor_74a2:74a2_intra.png?200 |}} 
 + <caption>pressure side</caption> 
 +</col> 
 +<col md="4"> 
 +{{ :public:modeles:rotor_74a2:74a2_extra.png?200 |}} 
 +<caption>suction side</caption> 
 +</col> 
 +<col md="2"> 
 +</col> 
 +</grid> 
 + 
 +==== Natural frequencies ==== 
 + 
 + 
 +First three natural frequencies (with clamped root) for the mesh computed with OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)]: 
 + 
 +^ Mode  ^  Type  ^  Natural angular frequency (rad/sec)  ^ Natural frequency (Hz)  ^ 
 +| 1      1B    |  4884.844                             | 777.447                 | 
 +| 2      1T    |  15222.59                             | 2422.75                 | 
 +| 3      2B    |  17870.82                             | 2844.23                 | 
 +===== Initial blade ===== 
 + 
 +The **initial blade** is defined with in-house LAVA parameters[(cite:Kojtych_2022_Methodology)] computed from the reference blade CAD model. The initial blade is usually used as starting point for an optimization process. Its geometry is similar to the one of the reference blade. 
 + 
 + 
 + 
 + 
 +==== Natural frequencies ==== 
 + 
 +First three natural frequencies (with clamped root) 
 + 
 +  * from the whole mesh: 
 + 
 +^ Mode  ^  Type  ^  Natural angular frequency (rad/sec)  ^ Natural frequency (Hz)  ^ 
 +| 1      1B    |  4883.512                             | 777.235                 | 
 +| 2      1T    |  15179.04                             | 2415.82                 | 
 +| 3      2B    |  17886.78                             | 2846.77                 | 
 + 
 + 
 +  * from the reduced order model: 
 + 
 +^ Mode  ^  Type  ^  Natural angular frequency (rad/sec)  ^ Natural frequency (Hz)  ^ 
 +| 1      1B    |  4884.14                              | 777.335                 | 
 +| 2      1T    |  15188.03                             | 2417.25                 | 
 +| 3      2B    |  17907.64                             | 2850.09                 | 
 + 
  
 </pane> </pane>
Ligne 68: Ligne 139:
 <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/rotor74a2|lien vers le projet Git]]**+**[[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor74a2|lien vers le projet Git]]**
 </modal> </modal>
  
-===== Modèle original =====+===== À propos =====
  
-Le compresseur 74A fait partie d'un programme de recherche visant à étudier les soufflantes et les compresseurs pour les moteurs avancés afin d'évaluer et d'améliorer la technologie nécessaire pour obtenir un rapport de pression élevé, un bon rendement et une marge de décrochage adéquate avec le moins d'étages possible. Ce compresseur est composé d'aubes directrices en entrée et de cinq étages, et il est conçu pour un rapport de pression de 9,271. Le rotor 74A2 est le rotor du deuxième étage de ce compresseur.+Le compresseur 74A fait partie d'un programme de recherche visant à étudier les soufflantes et les compresseurs pour des moteurs à air comprimé afin d'évaluer et d'améliorer les technologies nécessaires pour obtenir un rapport de pression élevé, un bon rendement et une marge de décrochage adéquate avec le moins d'étage possible. Ce compresseur comporte des redresseurs d'admission et cinq étages, et il est conçu pour un rapport de pression de 9,271. Le rotor 74A2 appartient au deuxième étage de ce compresseur. 
  
-  * Rapport technique original [(cite:steinke1986design>Steinke. «Design of 9.271-Pressure-Ratio Five-Stage Core Compressor and Overall Performance for First Three Stages » 1986.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19870008266|pdf}})]: <code>@TechReport{steinke1986design, +  * Rapport technique original [(cite:steinke1986design>)]: <code>@TechReport{steinke1986design, 
-author      = {Steinke, Ronald J.}, +  author           = {Steinke, Ronald J.}, 
-title       = {Design of 9.271-Pressure-Ratio Five-Stage Core Compressor and Overall Performance for First Three Stages}, +  date             = {1986}, 
-institution = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States}, +  institution      = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States}, 
-note        = {NASA-TP-2597, url~: \url{https://ntrs.nasa.gov/citations/19870008266}, 1986}}  +  title            = {Design of 9.271-Pressure-Ratio Five-Stage Core Compressor and Overall Performance for First Three Stages}, 
 +  number           = {NASA-TP-2597}, 
 +  url              {https://ntrs.nasa.gov/citations/19870008266}, 
 +}
 </code> </code>
  
-===== Documents utiles  =====+  * Photographie : 
 +{{ :public:modeles:rotor_74a1:nasa_image_rotor74a.jpg?500 |}} 
 +<caption>Fig. 1 https://catalog.archives.gov/id/17443470 </caption> 
 +  * <code>@Misc{Huebler1978records, 
 +author   {Huebler, D.}, 
 +title    {74A Compressor. {R}ecords of the {N}ational {A}eronautics and {S}pace {A}dministration, 1903 - 2006. {P}hotographs relating to agency activities, facilities and personnel, 1973 - 2013}, 
 +year     {1978}, 
 +url     {https://catalog.archives.gov/id/17443470}} 
 +</code> 
 + 
 + 
 +<callout type="info" icon="true" title="Documents utiles">  
 +  * [[https://gitlab.lava.polymtl.ca/depots_publics/modeles/catalogue_aubes/-/tree/master/rotor74a2|modèles téléchargeables]] (lien vers projet Git) 
 +  * {{ :public:modeles:rotor_74a2:rotor74a2.pdf  | rapport technique original}} de la NASA (.pdf) 
 +  * {{ :public:modeles:rotor_74a2:rotor74a2_original.csv| fichier de paramètres géométriques}} (.csv), utilisable en entrée de OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes>)] pour générer l'aube de référence  
 +</callout> 
 + 
 +===== Aube de référence =====
  
-  PDF du rapport de la NASA {{ :public:modeles:rotor_74a2:rotor74a2.pdf |}} +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:steinke1986design)]. Les modèles associés sont obtenus avec le code en libre accès OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)].
-  * Fichier CSV de la géométrie {{ :public:modeles:rotor_74a2:rotor74a2_original.csv |}}+
  
-===== Géométrie =====+==== Géométrie ====
  
 La géométrie du rotor 74A2 est décrite dans le [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19870008266|rapport d'origine de la NASA]] par les tableaux suivants. Les grandeurs sont en centimètres et en degrés. La géométrie du rotor 74A2 est décrite dans le [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19870008266|rapport d'origine de la NASA]] par les tableaux suivants. Les grandeurs sont en centimètres et en degrés.
Ligne 93: Ligne 183:
 {{ :public:modeles:rotor_74a2:gene_aubes_nasa_geom_rotor74a2.png?400 |}} {{ :public:modeles:rotor_74a2:gene_aubes_nasa_geom_rotor74a2.png?400 |}}
  
-===== Caractéristiques aérodynamiques  =====+==== Caractéristiques aérodynamiques  ====
 ^                      ^  unités  ^ valeurs  ^ ^                      ^  unités  ^ valeurs  ^
 ^ taux de compression  |  [-]     | 1,691     | ^ taux de compression  |  [-]     | 1,691     |
Ligne 103: Ligne 193:
 ^ vitesse de rotation  |  [rad/s]  | 1680  | ^ vitesse de rotation  |  [rad/s]  | 1680  |
  
-===== Propriétés matériau  =====+==== Propriétés matériau  ====
  
-Le matériau du rotor 74A2 est le titane d'après le rapport, mais ses caractéristiques ne sont pas fournies.+Le matériau du rotor 74A2 est le titane d'après le rapport, mais ses caractéristiques ne sont pas fournies. Un alliage de titane Ti-6Al-4v est considéré :
  
-Propriétés considérées : allaige Ti-6Al-4V 
  
 ^                          unité    ^ valeurs             ^ ^                          unité    ^ valeurs             ^
Ligne 116: Ligne 205:
 ^ limite élastique        |  [GPa]    | 0,824                | ^ limite élastique        |  [GPa]    | 0,824                |
  
-Fréquences des trois premiers modes (noeuds de la base encastrés) pour le maillage : 
-     - <fc #c0c0c0>(1B)</fc>: 4858,0 rad/s  / 773,2 Hz 
-     - <fc #c0c0c0>(1T)</fc>: 15004,9 rad/s / 2388,1 Hz 
-     - <fc #c0c0c0>(2B)</fc>: 17105,4 rad/s / 2722,4 Hz 
  
-===== CAO ===== 
  
-{{ :public:modeles:rotor_74a2:gene_aubes_nasa_rotor74a2_cao.png?400 |}}+==== Modèle CAO ==== 
 + 
 +Le modèle CAO est obtenu avec OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)]. 
 + 
 +<grid> 
 +<col md="2"> 
 +</col> 
 +<col md="4"> 
 +{{ :public:modeles:rotor_74a2:74a2_intra.png?200 |}} 
 + <caption>intrados</caption> 
 +</col> 
 +<col md="4"> 
 +{{ :public:modeles:rotor_74a2:74a2_extra.png?200 |}} 
 +<caption>extrados</caption> 
 +</col> 
 +<col md="2"> 
 +</col> 
 +</grid> 
 + 
 +==== Fréquences propres ==== 
 + 
 +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)  ^ 
 +| 1     | 1F    |  4884,844                    | 777,447                | 
 +| 2     | 1T    |  15222,59                    | 2422,75                | 
 +| 3     | 2F    |  17870,82                    | 2844,23                | 
 + 
 + 
 + 
 +===== Aube initiale ===== 
 + 
 +L'**aube initiale** est définie par des paramètres spécifiques au LAVA[(cite:Kojtych_2022_Methodology>Kojtych S. //et al//. «Methodology for the Redesign of Compressor Blades Undergoing Nonlinear Structural Interactions: Application to Blade-Tip/Casing Contacts » 2022. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 145, No. 5. {{ https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03795257|pdf}})] obtenus à partir du modèle CAO de l'aube de référence. L'aube initiale est classiquement utilisée comme point de départ dans le cadre de procédures d'optimisation; sa géométrie est similaire à celle de l'aube de référence. 
 + 
 + 
 +==== Fréquences propres ==== 
 +Fréquences des trois premiers modes (noeuds du pied d'aube encastrés), 
 + 
 +  * pour le maillage complet : 
 + 
 +^ Mode  ^  Type  ^  Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^ 
 +| 1      1F    |  4883,512                    | 777,235                | 
 +| 2      1T    |  15179,04                    | 2415,82                | 
 +| 3      2F    |  17886,78                    | 2846,77                | 
 + 
 + 
 + 
 +  * pour le modèle réduit : 
 + 
 +^ Mode  ^  Type  ^  Pulsation propre (rad/sec)  ^ Fréquence propre (Hz)  ^ 
 +| 1      1F    |  4884,14                     | 777,335                | 
 +| 2      1T    |  15188,03                    | 2417,25                | 
 +| 3      2F    |  17907,64                    | 2850,09                |
  
  
 </pane> </pane>
 </tabs> </tabs>
 +
  
  
  • public/modeles/rotor_74a2/accueil.1668794484.txt.gz
  • Dernière modification : 2023/04/05 08:59
  • (modification externe)