Open NASA Blade Models for Nonlinear Dynamics Simulations
Modèles ouverts d'aubes NASA pour simulations dynamiques non linéaires
Résumé
This contribution presents a catalogue of open turbomachinery blade models dedicated to nonlinear dynamics simulations. Based on a specifically developed in-house computer code, 3D CAD models and finite element models of multiple-circular-arc NASA airfoils are generated. Both the in-house code and the models are made freely accessible online. To cover a wide range of geometries, 39 blades are considered from different stages and with different aspect ratios. It is expected that this blade catalogue will provide an opportunity for the direct comparison of recently developed methodologies relative to nonlinear vibration phenomena in turbomachines, including rubbing events and blade-tip/casing contacts. To this end, the paper also contains original results for some of the most emblematic NASA blades, with an emphasis on nonlinear interaction maps and a detailed presentation of redesign operations to mitigate high amplitude of vibrations when blade-tip/casing contacts occur.
Cet article présente un catalogue de modèles ouverts d'aubes de turbomachines dédiés à des simulations dynamiques non linéaires. À partir d'un code laboratoire spécifiquement développé pour cet usage, des modèles CAO 3D et des maillages éléments finis d'aubes NASA, définies par des profils de type arcs circulaires multiples, sont générés. Le code et les modèles générés sont rendus disponibles en ligne en libre accès. Pour couvrir une large gamme de géométries, 39 aubes d'allongements variés, issues de différents étages, sont considérées. Ce catalogue d'aubes devrait permettre de comparer directement des méthodologies récentes relatives aux phénomènes vibratoires non linéaires dans les turbomachines, tels que les frottements et les contacts aube/carter. À cette fin, ce travail contient également des résultats originaux pour certaines des aubes NASA les plus emblématiques, en mettant l'accent sur les cartes d'interactions non linéaires et sur une présentation détaillée d'un processus de reconception visant à atténuer les vibrations de grande amplitude lorsque des contacts aube/carter se produisent.