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Flutter Analysis of the ECL5 Open Fan Testcase Using Harmonic Balance

Frey, Christian und Aubert, Stéphane und Ferrand, Pascal und Fiquet, Anne-Lise (2025) Flutter Analysis of the ECL5 Open Fan Testcase Using Harmonic Balance. In: 16th European Conference on Turbomachinery Fluid Dynamics and Thermodynamics, ETC 2025. 16th European Conference on Turbomachinery Fluid dynamics & Thermodynamics, 2025-03-24 - 2925-03-28, Hannover, Deutschland. ISSN 2410-4833.

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Kurzfassung

This paper presents a flutter analysis of the UHBR Open Fan Testcase ECL5 for off-design points at part speed. Emphasis is put on the second eigenmode which has a strong torsional character near the blade tip. Recent studies by Pagès et al., using a time-linearised solver, showed strong negative damping for an operating point on the 80% speedline close to the maximal pressure ratio. This was identified as a phenomenon of convective resonance; for a certain nodal diameter and frequency the blade vibration is in resonance with convective disturbances that are linearly unstable. In this work, we apply a nonlinear frequency domain method (harmonic balance) to the problem of aerodynamic damping prediction for these off-design operating points. It is shown that, to obtain plausible results, it is necessary to treat the turbulence model as unsteady. While a strong negative damping is not predicted by the analysis presented here, we observe a particularly high sensitivity of the aerodynamic response with respect to the frequency for certain nodal diameters. The combination of nodal diameter and frequency of maximal sensitivities are interpreted as points near resonance. We recover from these near-resonance point convective speeds and compare them to studies of the onset of nonsynchronous vibrations of the ECL5 fan at part speed conditions.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/222133/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Zusätzliche Informationen:Paper No. ETC2025-263
Titel:Flutter Analysis of the ECL5 Open Fan Testcase Using Harmonic Balance
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Frey, ChristianChristian.Frey (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0496-9225NICHT SPEZIFIZIERT
Aubert, StéphaneEcole Centrale de Lyonhttps://orcid.org/0000-0003-0650-8916NICHT SPEZIFIZIERT
Ferrand, PascalEcole Centrale de Lyonhttps://orcid.org/0000-0001-6065-7440NICHT SPEZIFIZIERT
Fiquet, Anne-LiseEcole Centrale de Lyonhttps://orcid.org/0000-0001-6843-9499NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2025
Erschienen in:16th European Conference on Turbomachinery Fluid Dynamics and Thermodynamics, ETC 2025
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
ISSN:2410-4833
Status:veröffentlicht
Stichwörter:aeroelasticity, CFD, flutter, ECL5, harmonic balance
Veranstaltungstitel:16th European Conference on Turbomachinery Fluid dynamics & Thermodynamics
Veranstaltungsort:Hannover, Deutschland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:24 März 2025
Veranstaltungsende:28 März 2925
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Umweltschonender Antrieb
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CP - Umweltschonender Antrieb
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtuelles Triebwerk
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Antriebstechnik > Numerische Methoden
Hinterlegt von: Frey, Christian
Hinterlegt am:16 Jan 2026 10:19
Letzte Änderung:16 Jan 2026 10:19

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