Prediction of the laminar-to-turbulent transition position on a helicopter rotor in forward flight
Prévision de la position de la transition laminaire-turbulent sur un rotor d'hélicoptère en vol d'avancement
Résumé
This paper proposes to evaluate the capabilities of different turbulence transition models with CREATE TM -AV Helios and elsA CFD codes to reproduce the boundary layer transition evolution on a helicopter rotor blade in forward flight. Transition models based on transport equations such as Amplification Factor Transport model and Langtry-Menter model provide good agreements with the experimental measurements, while models based on semi-empirical boundary layer criteria show more discrepancies. The sensitivity of the prediction with respect to the numerical setup is analyzed. It shows that the grid resolution and the blade deformation have a noticeable effect on the transition position, while the fuselage has a minor influence. The strategy used to compute the transition position has to be set up carefully as it can significantly impact the results. With the same Langtry-Menter model, Helios and elsA shows similar predictions, but Helios provides a better agreement with experiments that can be partially related to the blade deformation.
Cet article propose d'évaluer les capacités de différents modèles de transition vers la turbulence avec les codes CFD CREATE-AV Helios et elsA pour reproduire l'évolution de la transition de la couche limite sur une pale de rotor d'hélicoptère en vol d'avancement. Les modèles de transition basés sur des équations de transport, tels que le modèle de transport du facteur d'amplification et le modèle de Langtry-Menter, donnent de bons résultats par rapport aux mesures expérimentales, tandis que les modèles basés sur des critères semi-empiriques de couche limite présentent davantage de divergences. La sensibilité de la solution par rapport au modèle numérique a été analysée. Celle-ci montre que la résolution de la grille et la déformation des pales ont un effet notable sur la position de transition, tandis que la présence du fuselage a une influence mineure. D'autre part, la stratégie utilisée pour calculer la position de transition doit être définie avec soin car elle peut avoir un impact significatif sur les résultats. Avec le même modèle de Langtry-Menter, Helios et elsA présentent des prévisions similaires, mais Helios pournit un meilleur accord avec les expériences qui peut être en partie lié à la prise en compte de la déformation des pales.
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