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Validation of Virtual Blade Model in CODA for Efficient Modelling of Aircraft Propellers and Wind Turbine Blades

Park, Jack und Spinner, Sebastian und Keller, Dennis und Stürmer, Arne und Stück, Arthur (2024) Validation of Virtual Blade Model in CODA for Efficient Modelling of Aircraft Propellers and Wind Turbine Blades. In: 24th Australasian Fluid Mechanics Conference - AFMC2024. The Australasian Fluid Mechanics Society. 24th Australasian Fluid Mechanics Conference - AFMC2024, 2024-12-01 - 2024-12-05, Canberra, Australia.

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Offizielle URL: https://www.afms.org.au/afmc.html#About

Kurzfassung

The computational-fluid-dynamics (CFD) software CODA is being developed as part of a collaboration between the French Aerospace Lab (ONERA), the German Aerospace Center (DLR), and Airbus (Tschüter et al., 2022). The CFD suite is modularly integrated as a plugin into the FlowSimulator high-performancecomputing (HPC) ecosystem for multiphysics simulations and includes second-order finite-volume and higherorder discontinuous-Galerkin solvers along with various capabilities for different types of flows and configurations. In this study, the solver is validated for an aircraft propeller and a wind turbine blade, where rotors are modelled using a virtual-blade-model (VBM) plugin. The VBM used in this investigation is based on the original formulation by Zori & Rajagopalan (1995), and a tip loss model by Glauert (1963) is added to the model. Derived from the blade element theory, the VBM utilises a local angle of attack and Mach number at each section of the wing to obtain the load from 2D airfoil lift and drag lookup tables, and the load is converted to the momentum source. This modelling approach allows fast and cost-efficient computations of the rotor performance with reasonable accuracy. Hence, the VBM is targeted to analyse and optimise the performance of complex systems like wind farms or aircraft with distributed propulsion, for which a geometric resolution of the involved rotors quickly becomes prohibitive. In this extended abstract, an aircraft propeller-nacelle test case from Sinnige et al. (2019) is presented. Various advance ratios are simulated, and the performance data are measured and compared to the experimental data. A wind turbine case presenting Enercon E115 3.2MW wind turbine will be discussed in the accompanying presentation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/210419/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Validation of Virtual Blade Model in CODA for Efficient Modelling of Aircraft Propellers and Wind Turbine Blades
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Park, Jackjack.park (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4565-5575173634363
Spinner, SebastianSebastian.Spinner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3661-6814173634364
Keller, DennisDennis.Keller (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stürmer, ArneArne.Stuermer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5647-1800173634366
Stück, ArthurArthur.Stueck (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:5 Dezember 2024
Erschienen in:24th Australasian Fluid Mechanics Conference - AFMC2024
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Park, Jackjack.park (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4565-5575173634363
Spinner, SebastianSebastian.Spinner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3661-6814173634364
Keller, DennisDennis.Keller (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stürmer, ArneArne.Stuermer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5647-1800173634366
Stück, ArthurArthur.Stueck (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:The Australasian Fluid Mechanics Society
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Virtual blade model; CODA; Aircraft propeller; Wind turbine blade
Veranstaltungstitel:24th Australasian Fluid Mechanics Conference - AFMC2024
Veranstaltungsort:Canberra, Australia
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:1 Dezember 2024
Veranstaltungsende:5 Dezember 2024
Veranstalter :The Australasian Fluid Mechanics Society
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - keine Zuordnung
Standort: Dresden
Institute & Einrichtungen:Institut für Softwaremethoden zur Produkt-Virtualisierung > Simulationsumgebungen
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Transportflugzeuge
Hinterlegt von: Park, Jack
Hinterlegt am:12 Dez 2024 14:46
Letzte Änderung:12 Dez 2024 14:46

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