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Combining Simultaneous Density and Velocity Measurements of Rotor Blade Tip Vortices under Cyclic Pitch Conditions

Braukmann, Johannes N. und Goerttler, Andreas und Wolf, Christian und Schwarz, Clemens und Raffel, Markus (2021) Combining Simultaneous Density and Velocity Measurements of Rotor Blade Tip Vortices under Cyclic Pitch Conditions. In: Vertical Flight Society's 77th Annual Forum and Technology Display. Vertical Flight Society's 77th Annual Forum 2021, 10.-14. Mai 2021, Virtuell.

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Offizielle URL: https://vtol.org/annual-forum/forum-77-proceedings-and-access

Kurzfassung

An investigation on blade tip vortices of a sub-scale rotor under cyclic pitch conditions is carried out. Background oriented schlieren (BOS), Particle image velocimetry (PIV), and computational fluid dynamics (CFD) are applied to the same test cases. This approach enables to combine the velocity data from PIV in a measurement plane, the density related data from BOS in a measurement volume and the comprehensive set of flow variables provided by unsteady detached eddy simulations. Vortices up to an age of Ψv = 70◦ in case of PIV and CFD, and up to Ψv = 200◦ in case of BOS are considered. The vortex locations are obtained from all three techniques. The unsteadiness of the vortices was obtained from the experimental results, whereas the CFD provides an average solution. An increased position scatter was observed during the downstroke of the pitch cycle by both experimental methods and in good agreement. In the second part, the PIV velocity data are compared to common vortex models. A link between the density distribution and the swirl velocity is applied to the measured data. Based on the CFD results it is shown that the assumption of isothermal flow yields better agreement between velocity and density than isentropic flow.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/141955/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Combining Simultaneous Density and Velocity Measurements of Rotor Blade Tip Vortices under Cyclic Pitch Conditions
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Braukmann, Johannes N.Johannes.Braukmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8046-9623NICHT SPEZIFIZIERT
Goerttler, AndreasAndreas.Goerttler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8315-1298NICHT SPEZIFIZIERT
Wolf, ChristianChristian.Wolf (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9052-7548NICHT SPEZIFIZIERT
Schwarz, ClemensClemens.Schwarz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Raffel, MarkusMarkus.Raffel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3340-9115133716100
Datum:Mai 2021
Erschienen in:Vertical Flight Society's 77th Annual Forum and Technology Display
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:BOS, PIV, Vortex, Isentropic, Isothermal, Rotor
Veranstaltungstitel:Vertical Flight Society's 77th Annual Forum 2021
Veranstaltungsort:Virtuell
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:10.-14. Mai 2021
Veranstalter :Vertical Flight Society
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L EV - Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtueller Hubschrauber und Validierung
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Hubschrauber, GO
Hinterlegt von: Carter, Beatrice
Hinterlegt am:14 Jul 2021 13:59
Letzte Änderung:25 Apr 2023 10:05

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