• 제목/요약/키워드: Blade vortex interaction airloads

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KFLOW Results of Airloads on HART-II Rotor Blades with Prescribed Blade Deformation

  • Sa, Jeong-Hwan;Kim, Jee-Woong;Park, Soo-Hyung;Park, Jae-Sang;Jung, Sung-Nam;Yu, Yung-Hoon
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제10권2호
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    • pp.52-62
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    • 2009
  • A three-dimensional compressible Navier-Stokes solver, KFLOW, using overlapped grids has recently been developed to simulate unsteady flow phenomena over helicopter rotor blades. The blade-vortex interaction is predicted for a descending flight using measured blade deformation data. The effects of computational grid resolution and azimuth angle increments on airloads were examined, and computed airloads and vortex trajectories were compared with HART-II wind tunnel data. The current method predicts the BVI phenomena of blade airloads reasonably well. It is found from the present study that a peculiar distribution of vorticity of tip vortices in an approximate azimuth angle range of 90 to 180 degrees can be explained by physics of the shear-layer interaction as well as the dissipation of numerical schemes.

Comprehensive Code Validation on Airloads and Aeroelastic Responses of the HART II Rotor

  • You, Young-Hyun;Park, Jae-Sang;Jung, Sung-Nam;Kim, Do-Hyung
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제11권2호
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    • pp.145-153
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    • 2010
  • In this work, the comprehensive structural dynamics codes including DYMORE and CAMRAD II are used to validate the higher harmonic control aeroacoustic rotor test (HART) II data in descending flight condition. A total of 16 finite elements along with 17 aerodynamic panels are used for the CAMRAD II analysis; whereas, in the DYMORE analysis, 10 finite elements with 31 equally-spaced aerodynamic panels are utilized. To improve the prediction capability of the DYMORE analysis, the finite state dynamic inflow model is upgraded with a free vortex wake model comprised of near shed wake and trailed tip vortices. The predicted results on aerodynamic loads and blade motions are correlated with the HART II measurement data for the baseline, minimum noise and minimum vibration cases. It is found that an improvement of solution, especially for blade vortex interaction airloads, is achieved with the free wake method employed in the DYMORE analysis. Overall, fair to good correlation is achieved for the test cases considered in this study.

후류와 타워의 영향을 고려한 수평축 풍력발전기 블레이드의 비정상 하중 예측을 위한 새로운 자유후류기법의 연구 (Development of a new free wake model considering a waketower interaction for a horizontal axis wind turbine)

  • 신형기;박지웅;이수갑;김주언
    • 신재생에너지
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    • 제1권1호
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    • pp.54-63
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    • 2005
  • A critical issue in the field of the rotor aerodynamics is the treatment of the wake. The wake is of primary importance in determining overall aerodynamic behavior, especially, a wind turbine blade includes the unsteady airloads problem. In this study, the wake generated by blades are depicted by a free wake model to analyse unsteady loading on blade and a new free wake model named Finite Vortex Element(FVE hereafter) is devised in order to include a wake-tower interaction. In this new free wake model, blade-wake-tower interaction is described by cutting a vortex filament when the filament collides with a tower. This FVE model is compared with a conventional free wake model and verified by a comparison with NRELand SNU wind tunnel model. A comparison with NREL and SNU data shows validity and effectiveness of devised FVE free wake model and an efficient.

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자유후류기법에 의한 고해상도 공기력과 음향상사법을 이용한 헬리콥터 로터 블레이드-와류 상호작용 소음 예측 (Helicopter BVI Noise Prediction Using Acoustic Analogy and High Resolution Airloads of Time Marching Free Wake Method)

  • 정기훈;이덕주;황창전
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.291-297
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    • 2006
  • The BVI(blade vortex interaction) noise Prediction has been one of the most challenging acoustic analyses in helicopter aeromechanical Phenomenon. It is well known high resolution airloads data with accurate tip vortex positions are necessary for the accurate prediction of this phenomenon. The truly unsteady time-marching free-wake method, which is able to capture the tip vortices instability in hover and axial flights, is expanded with the rotor flapping motion and trim routine to predict unsteady airloads in forward and descent flights. And Farassat formulation 1-A based on the FW-H equation is applied for the noise prediction considering the blade flapping motion. Main objective of this study is to validate the newly developed prediction code. To achieve the objective, the descent flight condition of AH-1 OLS(operational loads survey) configuration is analyzed using present code. The predicted sectional thrust distribution and sectional airloads time histories show the present scheme is able to capture well the unsteady airloads caused by a parallel BVI. Finally, the predicted noise data, observed in two different positions where are 3.44 times of rotor radius far from the hub center, are quite reasonable agreements with the experimental data compared to the other analysis results.

기하학적 정밀 보 모델을 이용한 무힌지 로터 구조/공력 하중 검증 (Validation of the aeromechanics for hingeless rotor using geometrically exact beam model)

  • 류한열
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.24-32
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    • 2023
  • 본 논문에서는 기 개발된 로터 블레이드 해석 모델 중 구조 모델을 보완하여 기존에 수행한 HART II의 연구결과와 비교하였다. 구조 모델은 혼합변분 정식화 기반의 기하학적 정밀 보 모델이며, 블레이드의 기하학적 비선형 거동을 정밀하게 예측할 수 있다. 기존 해석 결과에서는 비틀림 변형과 구조하중 결과에서 실험결과 대비 위상차가 발생하였는데 본 연구에서는 기존 결과 대비 위상차가 현저히 감소한 결과를 도출하였다.

유체-구조 연계해석을 통한 소형민수헬기(LCH) 공력 및 구조하중 해석 (Airloads and Structural Loads Analysis of LCH Rotor Using a Loose CFD/CSD Coupling)

  • 이다운;김기로;이관중;정성남
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권7호
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    • pp.489-498
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    • 2019
  • 본 연구에서는 국내 개발 중인 소형 민수 헬리콥터(LCH)에 대해 유체-구조 연계 기법을 이용하여 로터 공력 및 구조 하중에 대한 고정밀 공탄성 해석을 수행하였다. LCH 로터는 일반적인 힌지형 로터와 달리 탄성체 베어링과 블레이드 상호 연계형 댐퍼 시스템을 탑재하였으며, 이에 대한 구조동역학 해석을 위해 CAMRAD-II 모델을 구축하였다. 주 운용조건인 전진비 0.28 순항조건에서 단일 로터 모델과 로터-동체 모델에 대한 유체-구조 연계해석을 수행하여 동체 모델링의 효과를 분석하였다. 동체 모델링이 로터의 하중 및 블레이드-와류 간섭에 미치는 영향은 제한적이지만, 루트에서 발생한 와류가 동체 효과에 의해 꼬리 로터에 무시할 수 없는 영향을 줄 수 있음을 수치적으로 확인하였다. 양력선 이론 기반의 구조동역학 해석 결과는 유체-구조 연계해석 결과와 대체로 부합하는 결과를 보였으나, 비정상 유동 예측 모델의 한계로 인해 공력 하중, 탄성 변위에 대한 peak-to-peak 크기를 낮게 예측하고 구조 진동 하중에서 주요한 위상 차이를 나타냈다.