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A numerical model of the blade element momentum theory for rotating airfoils with heat transfer calculation

Samad Abdallah, Morency François et Volat Christophe. (2018). A numerical model of the blade element momentum theory for rotating airfoils with heat transfer calculation. 2018 Joint Thermophysics and Heat Transfer Conference, 2018,

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URL officielle: https://doi.org/10.2514/6.2018-4077

Résumé

As a joint collaboration between university and industry to develop tools for low power deicing of helicopter blades, the heat transfer required to deice a tail rotor needs to be calculated. The last 20 years of research relied mostly on CFD and experimental setups for that purpose, a rather time consuming solution. The main objective of this paper is to elaborate a numerical model to quickly compute the non-dimensional heat transfer on a helicopter tail rotor. The Blade Element Momentum Theory is used to predict rotor aerodynamic performance and heat transfer calculation across the span of the blades is done using pre-verified, CFD determined, set of correlations for the NACA0012 and NACA4412. First, rotor performance is validated and verified against experimental and numerical results for a set of 2, 3, 4 and 5 bladed rotor from the National Advisory Committee for Aeronautics. The thrust is over predicted by 10% and the torque is under predicted by 15% compared to experimental data. Second, a parametric study is done to understand the effect of blade geometry on heat transfer. Finally,  is found to influence stall most, whereas changes in  and c led to an increase in Nu by up to a multiple of 5 for higher rotor speeds.

Type de document:Article publié dans une revue avec comité d'évaluation
Volume:2018
Version évaluée par les pairs:Oui
Date:2018
Sujets:Sciences naturelles et génie > Génie
Sciences naturelles et génie > Génie > Génie des matériaux et génie métallurgique
Sciences naturelles et génie > Sciences appliquées
Département, module, service et unité de recherche:Départements et modules > Département des sciences appliquées > Module d'ingénierie
Unités de recherche > Centre international de recherche sur le givrage atmosphérique et l’ingénierie des réseaux électriques (CENGIVRE) > Laboratoire international des matériaux antigivres (LIMA)
Mots-clés:Proceedings, numerical model, helicopter tail rotor, blade, heat transfer, airfoils, aerodynamic performance, de-icing, modèle numérique, rotor de queue d'hélicoptère, pale, transfert de chaleur, profils aérodynamiques, performances aérodynamiques, dégivrage
Déposé le:26 avr. 2022 13:32
Dernière modification:26 avr. 2022 13:32
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