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On the Effect of Rotational Forces on Rotor Blade Boundary-Layer Transition

Weiss, Armin und Gardner, Anthony und Schwermer, Till und Klein, Christian und Raffel, Markus (2018) On the Effect of Rotational Forces on Rotor Blade Boundary-Layer Transition. In: 2018 AIAA Aerospace Sciences Meeting, Seiten 1-17. AIAA SciTech Forum 2018, 07.-11. Jan. 2018, Kissimee, Florida USA. doi: 10.2514/6.2018-0309.

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Offizielle URL: https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/6.2018-0309

Kurzfassung

Laminar-turbulent boundary-layer transition is investigated on the suction side of Mach-scaled helicopter rotor blades in climb and analyzed in view of the effect of rotational forces. Spatially highly resolved data and precisely detected transition positions are obtained by means of temperature-sensitive paint and accompanied by local surface pressure measurements at two radial blade sections. The effect of rotational forces is investigated by systematic variation of Rossby number from Ro = 4.76 to 6.95 at Re = 3.7x10^5 and M = 0.22. The findings do not show a measurable effect of rotational forces on boundary-layer transition in the investigated parameter range and suggest predominantly two-dimensional (2D) flow behaviour, which is confirmed by subsequent validation with 2D numerical tools. Based on quantitative agreement between measured and calculated surface pressures, it is shown that experimentally detected transition positions are predicted to within +-4 % chord if a critical amplification factor of N_cr,MSES = 5.6 is used in MSES for transition prediction in the rotor test facility of the DLR Göttingen. The measured transition onset positions are also correlated with the obtained integral growth rates from 2D compressible local linear stability theory to get transition N-factors of N_cr = 8.4 + 0.5 . Correlations are shown to be independent of relative chord Reynolds number and incompressible shape factor at the detected transition onset underlining the capability of 2D numerical techniques based on linear stability theory to model boundary-layer transition in the investigated parameter range.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/119037/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Zusätzliche Informationen:AIAA SciTech Forum; 2018 AIAA Aerospace Sciences Meeting; Copyright 2018 by Armin Weiss; Published by the American Institute of Aeronautics an Astronautics, Inc., with permission; https://scitech.aiaa.org
Titel:On the Effect of Rotational Forces on Rotor Blade Boundary-Layer Transition
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Weiss, ArminArmin.Weiss (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7532-2974NICHT SPEZIFIZIERT
Gardner, Anthonyanthony.gardner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1176-3447NICHT SPEZIFIZIERT
Schwermer, TillTill.Schwermer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6918-4480NICHT SPEZIFIZIERT
Klein, ChristianChristian.Klein (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7592-6922NICHT SPEZIFIZIERT
Raffel, MarkusMarkus.Raffel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3340-9115133716010
Datum:2018
Erschienen in:2018 AIAA Aerospace Sciences Meeting
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.2514/6.2018-0309
Seitenbereich:Seiten 1-17
Status:veröffentlicht
Stichwörter:boundary-layer transition, helicopter rotor blades, rotational effects, temperature-sensitive paint, e^N ­method
Veranstaltungstitel:AIAA SciTech Forum 2018
Veranstaltungsort:Kissimee, Florida USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:07.-11. Jan. 2018
Veranstalter :American Institute of Aeronautics and Astronautics
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Simulation und Validierung (alt)
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Experimentelle Verfahren, GO
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Hubschrauber, GO
Hinterlegt von: Bachmann, Barbara
Hinterlegt am:20 Mär 2018 15:32
Letzte Änderung:25 Apr 2023 10:05

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