Différences

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public:modeles:rotor_02:accueil [2022/09/16 10:18] – supprimée - modification externe (Unknown date) 127.0.0.1public:modeles:rotor_02:accueil [2023/04/21 15:20] (Version actuelle) – solenekojtych
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 +====== Rotor 2 ======
 +
 +<tabs>
 +  * [[#tab-fr|Français]]
 +  * [[#tab-en|English]]
 +  * 
 +<pane id="tab-en">
 +
 +<callout type="warning" icon="true"> 
 +This model is not public, as there were problems in the computation of eigenfrequencies with code Aster (see the bottom of the page).
 +</callout>
 +
 +===== About =====
 +
 +
 +Rotor 2 is part of a research program to study aspect ratio because the use of high aspect ratio blading can lead to a decrease in the axial length of compressors and therefore a reduction of their size and weight. To investigate the effects of aspect ratio on compressor range and efficiency, two transonic rotors (rotor 1 and 2) were designed and tested. The variation in aspect ratio was based on a change in aerodynamic chord, and the solidity was kept the same by varying the number of blades.
 +
 +  * Original technical report [(cite:reid1974design>Reid. «Performance of a transonic compressor rotor with an aspect ratio of 6.5 » 1974.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136|pdf}})]: <code>@TechReport{reid1974design,
 +  author           = {Reid, L. and Tysl, Edward R.},
 +  date             = {1974},
 +  institution      = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States},
 +  title            = {Performance of a transonic compressor rotor with an aspect ratio of 6.5},
 +  number           = {NASA-TN D-7662},
 +  url              = {https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136},
 +  }  
 +</code>
 +  * Picture :
 +{{ :public:modeles:rotor_2:gene_aubes_nasa_image_rotor2.png?300 |}}
 +<caption>Fig1. https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136 p.61 </caption>
 +
 +
 +<callout type="info" icon="true" title="Useful documents"> 
 +  * {{ :public:modeles:rotor_2:rotor2.pdf | NASA technical report}} (.pdf)
 +  * {{ :public:modeles:rotor_2:rotor2_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.
 +</callout>
 +
 +
 +
 +===== Reference blade =====
 +
 +The **reference blade** is defined with multiple-circular arc profiles[(cite:Crouse_1969_computer)] given in the original NASA report[(cite:hager1974design)]. Corresponding models are computed with the open-source code OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)].
 +
 +
 +==== Geometry ====
 +The geometry of rotor 2 is described in the [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136|original NASA report]]  by the following tables. The length are in inches and the angles in degrees.
 +{{ :public:modeles:rotor_2:gene_aubes_nasa_geom_rotor2.png?400 |}}
 +
 +==== Aerodynamic design  ====
 +
 +^                      ^  unit  ^ value  ^
 +^ pressure ratio  |  [-]     | 1.53     |
 +^ mass flow       |  [kg/s]  | 30.7     |
 +^ tip speed     |  [m/s]   | 350.8      |
 +^ tip solidity     |  [-]     | 1.3      |
 +^ aspect ratio          |  [-]     | 6.5     |
 +^ rotative speed  |  [rad/s]  | 1381.25  |
 +
 +==== Material properties  ====
 +
 +The material of rotor 2 is not defined in the original NASA report. A 200-grade maraging steel is considered:
 +
 +^                         ^  unit    ^ value           ^
 +^ alloy                |  [-]      | 18-Ni-200-maraging  |
 +^ Young's modulus          |  [GPa]    | 180                 |
 +^ density         |  [kg/m3]  | 8000                |
 +^ Poisson's ratio  |  [-]      | 0.3                 |
 +^ yield stress        |  [GPa]    | 1.38                |
 +
 +
 +
 +
 +
 +==== 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_02:2_intra.png?200 |}}
 + <caption>pressure side</caption>
 +</col>
 +<col md="4">
 +{{ :public:modeles:rotor_02:2_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)]:
 +
 +<callout type="warning" icon="true"> 
 +Currently not available because of a problem to compute them with aster from the mesh of the reference blade.
 +</callout>
 +
 +
 +</pane>
 + 
 +<pane id="tab-fr">
 +
 +<callout type="warning" icon="true"> 
 +Ce modèle n'est pas public, en raison de problèmes sur le calcul des fréquences propres avec code Aster (voir bas de page)
 +</callout>
 +
 +===== À propos =====
 +
 +Le rotor 2 fait partie d'un programme de recherche visant à étudier l’allongement des aubes, car l'utilisation d’un fort allongement peut conduire à une diminution de la longueur axiale des compresseurs et donc à une réduction de leur taille et poids. Pour étudier les effets de cet allongement sur les rendements des compresseurs, deux rotors transsoniques (rotor 1 et 2) ont été conçus et testés. La variation d’allongement entre ces deux rotors a été effectuée grâce à une modification de la corde aérodynamique et la solidité a été maintenue identique en faisant varier le nombre d'aubes.
 +
 +  * Rapport technique original [(cite:reid1974design>Reid. «Performance of a transonic compressor rotor with an aspect ratio of 6.5 » 1974.  {{ https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136|pdf}})]: <code>@TechReport{reid1974design,
 +  author           = {Reid, L. and Tysl, Edward R.},
 +  date             = {1974},
 +  institution      = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States},
 +  title            = {Performance of a transonic compressor rotor with an aspect ratio of 6.5},
 +  number           = {NASA-TN D-7662},
 +  url              = {https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136},
 +  }  
 +</code>
 +  * Photographie :
 +
 +{{ :public:modeles:rotor_2:gene_aubes_nasa_image_rotor2.png?300 |}}
 +<caption>Fig1. https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136 p.61 </caption>
 +
 +
 +
 +<callout type="info" icon="true" title="Documents utiles"> 
 +  * {{ :public:modeles:rotor_2:rotor2.pdf | rapport technique original}} de la NASA (.pdf)
 +  * {{ :public:modeles:rotor_2:rotor2_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 
 +</callout>
 +
 +
 +===== 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:hager1974design)]. Les modèles associés sont obtenus avec le code en libre accès OpenMCAD[(cite:Kojtych_2022_gene_aubes)].
 +
 +
 +==== Géométrie ====
 +
 +La géométrie du rotor 2 est décrite dans le [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19740018136|rapport d'origine de la NASA]] par les tableaux suivants. Les grandeurs sont en pouces et en degrés.
 +
 +{{ :public:modeles:rotor_2:gene_aubes_nasa_geom_rotor2.png?400 |}}
 +
 +==== Caractéristiques aérodynamiques  ====
 +^                      ^  unités  ^ valeurs  ^
 +^ taux de compression  |  [-]     | 1,53     |
 +^ débit massique       |  [kg/s]  | 30,7    |
 +^ vitesse en tête      |  [m/s]   | 350,8      |
 +^ solidité en tête     |  [-]     | 1,3      |
 +^ allongement          |  [-]     | 6.5    |
 +^ vitesse de rotation  |  [rad/s]  | 1381,25  |
 +
 +
 +==== Propriétés matériau  ====
 +
 +Le matériau original du rotor 2 n'est pas défini dans le rapport de la NASA. Un acier maraging de grade 200 est considéré: 
 +
 +^                         ^  unité    ^ valeurs             ^
 +^ alliage                 |  [-]      | 18-Ni-200-maraging  |
 +^ module d'Young          |  [GPa]    | 180                 |
 +^ masse volumique         |  [kg/m3]  | 8000                |
 +^ coefficient de Poisson  |  [-]      | 0,3                 |
 +^ limite élastique        |  [GPa]    | 1,38                |
 +
 +==== Modèle CAO ====
 +
 +<grid>
 +<col md="2">
 +</col>
 +<col md="4">
 +{{ :public:modeles:rotor_02:2_intra.png?200 |}}
 + <caption>intrados</caption>
 +</col>
 +<col md="4">
 +{{ :public:modeles:rotor_02:2_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)] :
 +
 +<callout type="warning" icon="true"> 
 +Il y a actuellement un problème sur le calcul des fréquences propres dans Aster.
 +</callout>
 +
 +</tabs>
 +</pane>
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