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Rotor Blade Modeling in a Helicopter Multi Body Simulation Based on the Floating Frame of Reference Formulation

Weiß, Felix Armin und Merlis, Joshua und Lojewski, Reinhard und Hofmann, Johannes und Röhrig-Zöllner, Melven (2022) Rotor Blade Modeling in a Helicopter Multi Body Simulation Based on the Floating Frame of Reference Formulation. In: 48th European Rotorcraft Forum, ERF 2022. 48th European Rotorcraft Forum, 06.-08. Sep. 2022, Winterthur, Schweiz. ISBN 978-171387029-6.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich bis 1 September 2024
854kB

Offizielle URL: https://www.zhaw.ch/de/engineering/institute-zentren/zav/veranstaltungen/erf2022/

Kurzfassung

The Floating Frame of Reference formulation was chosen to include the Beam Advanced Model in DLR’s Versatile Aeromechanics Simulation Tool. During the development and concurrent testing of the model in the field of helicopter rotor dynamics, some particular shortcomings have become apparent. These mainly – but not exclusively – concern inertial loads affecting the flexible motion of beams. This paper treats the related physical phenomena, and proposes enhancements to the model which remedy the deficiencies of the baseline method. Particular attention is given to the introduction of rotational shape functions to account e.g. for the propeller moment and the consideration of an accelerated Floating Frame of Reference to address the blade attachment’s radial offset from the rotor center in the centrifugal field. Furthermore, the application of external loads (e.g. airloads) away from the beam’s nodes or off the beam axis is addressed as a prerequisite for independent structural and aerodynamic discretization. Finally, the modal reduction under centrifugal loading is considered. The individual model upgrades are verified based on analytical reference results of appropriate rotor dynamics test cases. The enhancements are necessary for simulating flexible helicopter rotor blades within a Multi Body System – a feature required for sophisticated simulation scenarios in which the limitations of conventional rotor models (e.g. constant rotational hub speed) are exceeded.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/189690/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Rotor Blade Modeling in a Helicopter Multi Body Simulation Based on the Floating Frame of Reference Formulation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Weiß, Felix ArminFelix.Weiss (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0059-7033152207216
Merlis, JoshuaJoshua.Merlis (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lojewski, ReinhardReinhard.Lojewski (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1461-0371NICHT SPEZIFIZIERT
Hofmann, JohannesJohannes.Hofmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Röhrig-Zöllner, MelvenMelven.Roehrig-Zoellner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9851-5886NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:6 September 2022
Erschienen in:48th European Rotorcraft Forum, ERF 2022
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
ISBN:978-171387029-6
Status:veröffentlicht
Stichwörter:rotor dynamics, Floating Frame of Reference, multi body, helicopter, inertial loads, rotational shape functions, modal reduction
Veranstaltungstitel:48th European Rotorcraft Forum
Veranstaltungsort:Winterthur, Schweiz
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:06.-08. Sep. 2022
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: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Flugsystemtechnik > Hubschrauber
Institut für Softwaretechnologie > High-Performance Computing
Institut für Flugsystemtechnik
Institut für Softwaretechnologie
Hinterlegt von: Weiß, Felix Armin
Hinterlegt am:29 Nov 2022 17:36
Letzte Änderung:02 Feb 2024 14:43

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