Design and optimisation of an aerofoil with active continuous trailing-edge flap
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT This paper presents the design and optimisation of an aerofoil with active continuous trailing-edge flap (CTEF) investigated as a potential rotorcraft active control device. Several structural cross-section models are developed: high-fidelity NASA STRucture ANalysis (NASTRAN) and University of Michigan/Variational Asymptotic Beam Section Code (UM/VABS) models and a reduced-order analysis model. The validation of the reduced-order model is established by comparing its predictions of CTEF deformations with those of NASTRAN and UM/VABS analyses, which both show good agreement. The 2D aerodynamic characteristics of the CTEF aerofoil are evaluated using XFOIL and Computational Fluid Dynamics (CFD) analyses: FUN3D and Overset Transonic Unsteady Rotor Navier-Stokes (OVERTURNS). XFOIL, coupled with the reduced-order structure model, is adopted for optimisation study. The accuracy of XFOIL in predicting the aerodynamic pressure of the CTEF aerofoil is verified using CFD simulations, which shows sufficient fidelity. The predicted variations of aerodynamic coefficients with a CTEF angle are compared among the aerodynamic analyses. The optimisation process is developed and applied to two bimorph bender configurations: a Macro-Fibre Composite (MFC) solid bender and an MFC stack bender. The solid bender is used to confirm the functioning of the optimisation procedure and to use its optimal layout as a reference to the stack design, the primary design object. A linear tapered shape is found to be the optimum for a MFC solid bender, which generates an average of 63% more CTEF angles than those of an optimal rectangular bender. An optimised MFC stack bender is shown to resemble the shape of the solid bender. A four-ply bimorph is considered the best choice among the stack layouts because of its large output of CTEF angles and relatively less plies required. The CTEF angle produced by the four-ply optimal layout ranges from 7.6° to 5.3° with speeds from 0 to 200m/s at an angle of attack (AoA) of 6°. The reduction in the CTEF angle with AoA is less steep than that with speed, ranging from 6.5° to 5.8° with AoA from 0 to 8° at speed of 166m/s. An average of 14% increase in CTEF angles is achieved through optimisation for the four-ply bimorph.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».