Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Computational fluid dynamics (CFD) aided design of a multi-rotor flying robot for locating sources of particulate matter pollution

Suchanek Grzegorz, Filipek Roman

Applied Computer Science

|

2022

|

Vol. 18, no 3

86--104

EN

The use of flying robots for various environmental protection issues is a very important and current research topic. Designing a dedicated multi-rotor flying robot is necessary for the efficient and automated localization of sources of air pollution, especially solid particles. In particular, one of the most important requirements that must be met by such a robot is its appropriate impact on the measurement process, i.e., increasing the sensitivity of sensors or reducing the interference. This is particularly difficult because its rotating rotors introduce significant disturbances to the surrounding fluid. In these studies, the design process is supported by the creation of a mathematical flow model and a series of analyzes to optimize the PM measurement system. The model is built using the finite-volume method in ANSYS Fluent software and steady-state RANS averaging. First, a flow field model with one propeller was modeled and its parameters identified by comparison with the results from the dedicated original dynamometer stand -- characteristics of the propeller performance. On the basis of the simulations and measurement of one rotor, subsequent systems of the highest practical importance are built. The effect of that design process was the preparation and testing of a functional robot prototype. The field parameter distributions resulting from the analyzes, in particular the turbulence intensity, allow one to propose a criterion on the basis of which both the best rotor configuration and localization of sensors are selected.

2

Szybowanie autorotacyjne śmigłowca

Jaremek J., Jóźwik A.

Zeszyty Naukowe / Wyższa Szkoła Oficerska Sił Powietrznych

|

2012

|

Nr 2

67--78

PL

Autorotacją nazywamy samoczynne obracanie się wirnika nośnego pod działaniem napływającego od dołu strumienia powietrza, umożliwiającego powstanie na łopatach sił aerodynamicznych. Powstający ciąg równoważy część ciężaru śmigłowca i zabezpiecza zniżanie się ze stałą prędkością. Podczas zniżania śmigłowca na zakresie autorotacji, wirnik nośny napędzają siły aerodynamiczne, powstające w wyniku oddziaływania na łopaty wirnika przepływającego od dołu strumienia powietrza. W opadaniu bezsilnikowym, wymuszony przepływ jest źródłem mocy poprzez zamianę energii potencjalnej śmigłowca w energię ruchu WN, która tworzy siłę ciągu dającą około 70% siły ciężkości śmigłowca. Lot szybowy z samoobracającym się w prawo wirnikiem nośnym jest normalnym, dokładnie obliczonym i bezpiecznym lotem. Aby jednak mógł być bezpiecznie wykonany, pilot musi dokładnie poznać sens fizyczny szybowania i lądowania autorotacyjnego.

EN

Autorotation is an automatic rotation of a rotor caused by the air flow from below which creates aerodynamic forces on the blades. Thrust thus created balances the part of a helicopter weight and provides descending with constant speed. While in autorotational descent, the rotor is driven by aerodynamic forces created by the impact of the airflow from below on the rotor blades. In power-off landing, the forced flow is the source of power by converting potential energy of a helicopter into kinetic energy WN, which creates thrust equal to 70% of gravitational force of an aircraft. Autorotational flight with a rotor turning to the right is a normal, precisely calculated and safe type of flight. However, to be perform it safely, the pilot must be familiar with the physical sense of autorotational flight and landing.

3

Method of calculation of normal force on propeller at angle of attack by simplifed vortex method.

Strzelczyk P.

Archive of Mechanical Engineering

|

2004

|

Vol. LI, nr 4

515-531

EN

In the paper, the author presents a certain approach to the calculation of performance of the propeller exposed to inclined inflow conditions. The method presented in the paper employs the results of vortex of propeller for avaraged velocity field as well as momentum and angular momentum theorem for the propeller wake. The blade element in the model is regarded as a source of tangential and axial force. Thanks to the approximation of lift force coefficient vs. angle of attack by sine curve one can get a quadric equation for local, axial velocity component. The approach allows us to avoid an interative solution for the induced velocities. The tangential induced velocity may be calculated from the relations obtained from vortex theory of propeller. A profile drag is incorporated to the calculation when the value of inflow angle is known. The presented method was compared with available data for propeller operating at angle of attack and in the axial inflow. The comparison showed good agreement with experimental data for the trust and power coefficients for a wide range of advance ratios and blade settings, and angles of attack ranging from 0-15 degrees.

PL

W pracy przedstawiono praktyczną metodę wyznaczania charakterystyk aerodynamicznych śmigieł w warunkach napływu skośnego. Zastosowana metoda łączy wyniki uproszczonej metody wirowej z zasadą zachowania pędu i momentu pędu dla przepływu ośrodka idealnego. Dzięki przybliżeniu współczynnika siły nośnej sinusoidą uzyskano zamkniętą postać wzorów na prędkości indukowane. Wyniki obliczeń uzyskane na podstawie przedstawionego w pracy modelu matematycznego zostały porównane z dostępnymi danymi doświadczalnymi. Porównanie to pokazało bardzo dobrą zgodność obliczeniowych charakterystyk ciągu, mocy i siły normalnej z wynikami pomiarów w przypadku kątów natarcia śmigła w przedziale 0-15 stopni i dla szerokiego zakresu kątów nastawienia łopat. Dzięki swej prostocie opisywania metoda może być z powodzeniem stosowana w praktycznych obliczeniach charakterystyk aerodynamicznych śmigieł.