JAXA-ONERA-DLR cooperation: results from rotor optimization in hover
| Autor: | Gunther Wilke, Joëlle Bailly, Keita Kimura, Yasutada Tanabe |
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| Přispěvatelé: | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), DAAA, ONERA, Université Paris Saclay [Meudon], ONERA-Université Paris-Saclay, Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA) |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2022 |
| Předmět: |
[PHYS]Physics [physics]
ROTOR HELICOPTERE VOL STATIONNAIRE Surrogate-based optimization Multi-Fidelity optimization Aerodynamic optimization Aerospace Engineering Transportation Hover KRIGEAGE HARTII OPTIMISATION MULTINIVEAUX rotor optimization Helicopter aerodynamics Kriging [SPI]Engineering Sciences [physics] SBO Helicopter Rotor OPTIMISATION AERODYNAMIQUE CFD |
| Zdroj: | 47th European Rotorcraft Forum 47th European Rotorcraft Forum, Sep 2021, GLASGOW, United Kingdom |
| Popis: | International audience; A cooperation on the aerodynamic optimization of helicopter rotors has been formed by JAXA, ONERA and DLR. This work represents the conclusions drawn from the first phase: optimization of a hovering rotor. The HART-II blade is first investigated with low-fidelity tools and compared against state-of-the art CFD simulations. Following up on this, the HART-II blade chord distribution and twist are optimized with the low-fidelity tools as well as CFD. Due to observed differences in the outcome of the CFD simulations for the low-fidelity optimized blades by the partners, a deeper investigation of the effects of the turbulence modelling approach, elasticity and grid topology is undertaken. The outcome is that the chosen flight condition is close to thrust of the maximum Figure of Merit and the vortex triggered separation on the outboard sections of the blade has to be modelled correctly. In this study, the blade grids had the most noticeable effect on the results, followed by the turbulence model and elasticity. With respect to the optimization, care must be taken when optimizing with lowfidelity methods, whereas CFD optimized blades were found to lead to more robust designs even though they have only been optimized for a single point. Reason is the more accurate modelling of the stall phenomenon with respect to geometrical changes.; Une coopération sur l'optimisation aérodynamique des rotors d'hélicoptères a été formée entre le JAXA, l'ONERA et le DLR. Ce travail présente les conclusions obtenues lors de la première phase: l'optimisation d'un rotor en vol stationnaire. La pale HART-II est d'abord étudiée avec des outils basse fidélité, et comparée aux simulations CFD les plus récentes. Suite à cela, les distributions de corde et de vrillage de la pale HART-II sont optimisées avec des outils numériques basse fidélité ainsi que par CFD. En raison des différences observées dans les résultats de simulations CFD pour les pales optimisées à basse fidélité par les partenaires, une étude plus approfondie des effets de la modélisation de la turbulence, de l'élasticité de la pale, et de la topologie des maillages est entreprise. Le résultat est que la condition de vol choisie est proche de la poussée de la figure de mérite maximale et que la séparation déclenchée par les tourbillons sur les sections extérieures de la pale doit être modélisée correctement.Dans cette étude, les maillages des pales ont eu l'effet le plus notable sur les résultats, suivis par le modèle de turbulence et l'élasticité. En ce qui concerne l'optimisation, il faut être prudent lors de l'optimisation avec des méthodes de basse fidélité, alors que les pales optimisées par CFD se sont avérées conduire à des conceptions plus robustes, même si elles n'ont été optimisées que pour un seul point. La raison en est la modélisation plus précise du phénomène de décrochage par rapport aux modifications géométriques. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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