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Experimental Study of Secondary Vortex Structures in a Rotor Wake

Wolf, C. Christian und Schwarz, Clemens und Kaufmann, Kurt und Gardner, Anthony D. und Michaelis, Dirk und Bosbach, Johannes und Schanz, Daniel und Schröder, Andreas (2019) Experimental Study of Secondary Vortex Structures in a Rotor Wake. Experiments in Fluids, 60 (11), Seiten 1-16. Springer Nature. doi: 10.1007/s00348-019-2807-1. ISSN 0723-4864.

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Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s00348-019-2807-1

Kurzfassung

The operation and aerodynamic performance of a helicopter rotor is strongly affected by the structure of its wake, in particular regarding vortex-vortex interactions of hovering rotors. Rotor simulations using modern computational methods have the potential to capture high levels of detail, which recently triggered discussions of secondary vortex braids entangling the primary tip vortices. These structures are highly dependent on the numerical settings and need experimental validation. The current work investigates the wake of a subscale rotor in ground effect by time-resolved and volumetric flow-field measurements using the "Shake-The-Box" technique. Both the Lagrangian tracks of the flow tracers and the derived gradient-based vortex criteria clearly verify the existence of secondary vortices. A post-processing scheme is applied to isolate these vortices in larger data sets. No distinct spatial organization of the structures was observed, but a slightly preferred sense of rotation which agrees to the shear of the wake swirl. The secondary structures were created shortly downstream of the rotor blades, starting at wake ages of approximately 75 degree.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/128526/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Experimental Study of Secondary Vortex Structures in a Rotor Wake
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wolf, C. ChristianChristian.Wolf (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9052-7548NICHT SPEZIFIZIERT
Schwarz, ClemensClemens.Schwarz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kaufmann, KurtKurt.Kaufmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2276-3386NICHT SPEZIFIZIERT
Gardner, Anthony D.anthony.gardner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1176-3447134929509
Michaelis, DirkLaVision GmbH, Göttingen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bosbach, JohannesJohannes.Bosbach (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1531-127X134929511
Schanz, Danieldaniel.schanz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schröder, AndreasAndreas.Schroeder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6971-9262134929513
Datum:November 2019
Erschienen in:Experiments in Fluids
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:60
DOI:10.1007/s00348-019-2807-1
Seitenbereich:Seiten 1-16
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTSpringer-Verlag GmbH GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer Nature
ISSN:0723-4864
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Shake the box, volumetric flow measurement, rotor wake
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
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Experimentelle Verfahren, GO
Hinterlegt von: Winkels, Elisabeth
Hinterlegt am:07 Nov 2019 11:48
Letzte Änderung:31 Okt 2023 13:35

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