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Numerical Investigations of Dynamic Stall on a Rotor with Cyclic Pitch Control

Letzgus, Johannes und Gardner, Anthony D. und Schwermer, Till und Keßler, Manuel und Krämer, Ewald (2019) Numerical Investigations of Dynamic Stall on a Rotor with Cyclic Pitch Control. Journal of the American Helicopter Society, 64 (012007), Seiten 1-14. American Helicopter Society. doi: 10.4050/JAHS.64.012007. ISSN 0002-8711.

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Kurzfassung

Numerical computations of three-dimensional dynamic stall on a two-bladed model rotor (R = 0.65 m, M_75 = 0.21, Re_75 = 3.5 × 10*5) with 1/rev cyclic pitch control are presented and compared to experimental surface pressure and particle image velocimetry data. In addition to unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes (URANS) simulations using the finite-volume flow solvers FLOWer and TAU, a delayed detached-eddy simulation (DDES) with Menter shear-stress transport (SST) as underlying Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) model is carried out with FLOWer. Facing dynamic stall and flow separation, the DDES reproduces high-frequency load fluctuations, cycle-to-cycle variations, and small-scale vortical structures observed in the experiment, unlike the URANS results. However, common hybrid RANS/large-eddy simulation issues - grid-induced separation (GIS) and the gray area problem - play a role in this DDES and influence loads severely. FLOWer SST simulations yield load peaks of the same magnitude as individual, non-phase-averaged measurements. With TAU SST, the dynamic stall event is delayed and weakened compared to FLOWer SST and experimental results. FLOWer and TAU results using the Spalart-Allmaras turbulence model are fairly comparable but in bad agreement with the experiment at the outboard station at r/R = 0.77, where they exhibit no dynamic stall at all.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/126072/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Numerical Investigations of Dynamic Stall on a Rotor with Cyclic Pitch Control
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Letzgus, JohannesUniversität Stuttgart, IAGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gardner, Anthony D.anthony.gardner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1176-3447NICHT SPEZIFIZIERT
Schwermer, TillTill.Schwermer (at) alumni-uni-hannover.dehttps://orcid.org/0000-0002-6918-4480NICHT SPEZIFIZIERT
Keßler, ManuelUniversität Stuttgart, IAGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krämer, EwaldHead of IAG - University of StuttgartNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:16 Januar 2019
Erschienen in:Journal of the American Helicopter Society
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:64
DOI:10.4050/JAHS.64.012007
Seitenbereich:Seiten 1-14
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTVertical Flight SocietyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:American Helicopter Society
ISSN:0002-8711
Status:veröffentlicht
Stichwörter:dynamic stall, rotor, RTG, DDES, URANS, TAU, FLOWER
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Hubschrauber
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L RR - Rotorcraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Der virtuelle Drehflügler (alt)
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Hubschrauber, GO
Hinterlegt von: Winkels, Elisabeth
Hinterlegt am:23 Jan 2019 14:33
Letzte Änderung:24 Jan 2019 14:42

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