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A BLADE-ELEMENT MODEL OF PROPELLER UNSTEADY FORCES FOR COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS SIMULATIONS

机译：计算流体动力学模拟的螺旋桨非定常力叶片模型

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摘要

This work calibrates an unsteady, sharp-edged gust-response model for low-aspect ratio blades in sheared flow, typicalrnof turbomachinery applications. The gust-response model is integrated with an existing, steady, body-forcernrepresentation of a propeller in a viscous-flow solver. The resulting unsteady-body-force model is validated againstrngeometrically-resolved, unsteady simulations of a propeller in spatially-varying flows. The unsteady-body-force modelrncorrectly predicts propeller unsteady force and moment directionality based on inflow harmonic content. The magnitudernand phase of forces and moments generated by the unsteady-body-force model compare well with geometricallyresolved,rnunsteady simulations, and match published results from unsteady lifting-surface codes. The unsteady-bodyforcernmodel reduces grid size by 44% relative to the geometrically-resolved, unsteady simulations. The current workrnyields a 50% improvement in accuracy over gust-response models for infinite wings, based on Küssner functions, andrneliminates effective wake calculations.
机译：这项工作为剪切流（典型的诺夫透平机械应用）中的低纵横比叶片校准了不稳定的，尖锐的阵风响应模型。阵风响应模型与粘性流求解器中螺旋桨的现有，稳定，体力表示形式集成在一起。相对于空间变化的流动中的螺旋桨的几何解析，非稳态仿真，验证了所得的非稳态力模型。非稳态力模型基于流入谐波含量正确地预测了螺旋桨非稳态力和力矩方向性。由非定常力模型产生的力和力矩的大小和相位与几何解析的非定常模拟比较好，并且与非定常的升力面代码相匹配。相对于几何解析的非稳态模拟，非稳态力模型使网格大小减少了44％。当前的工作比基于Küssner函数的无限机翼的阵风响应模型的精度提高了50％，并且消除了有效的尾流计算。

著录项

  • 来源
    《Developments in marine CFD》|2011年|1-18|共18页
  • 会议地点 London(GB)
  • 作者

    J Koncoski; E Paterson; W Zierke;

  • 作者单位

    Applied Research Laboratory at The Pennsylvania State University, USA;

    Applied Research Laboratory at The Pennsylvania State University, USA;

    Applied Research Laboratory at The Pennsylvania State University, USA;

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