'Make Workshop Session 3 - CFD Propeller' simulation project by dlegran


#1

I created a new simulation project called 'Make Workshop Session 3 - CFD Propeller':

Make Workshop Session 3 - CFD Propeller


More of my public projects can be found here.


#2

Für die gewünschte Propelleroptimierung, wurden zwei Designs erstellt. Ein Propeller mit zwei Blättern und das zweite Design mit drei Blättern. Beide Propellergeometrien haben einen Anstellwinkel von 6°. Bei der Simulation des zwei blättrigen Propellers mit einer Drehzahl von 2000 rad/s, trat nach dem 2960ten Itterationsschritt ein Fehler auf, welcher die Simulation zum Absturz brachte. Das Problem wurde umgangen, indem die Simulation erneut durchgeführt wurde, jedoch nur mit 2950 Itterationsschritten. Dies führt zu einer minimal schlechteren Lösung. Im hier vorliegenden Fall ist dies nicht von Bedeutung, da die wichtigste zu betrachtende Größe, die Auftriebskraft, sich bereits nach deutlich weniger Itterationen praktisch nicht mehr ändert.

Die Ergebnisse der Auftriebskraft, der einzelnen Versuchsdrehzahlen, für die beiden erstellten Designs sind im Diagramm unten zu sehen. Es ist deutlich zu erkennen, das der Propeller mit drei Blättern bei jeder Versuchsdrehzahl mehr Schub erzeugt. Des Weiteren steigt die Auftriebskraft mit steigender Drehzahl stärker an, als beim Propeller mit nur zwei Blättern. Dies spricht für ein sehr agiles Verhalten der Drone, da eine Drehzahländerung zu einer größeren Auftriebskraft Änderung führt, als beim Propeller mit nur zwei Blättern. Dies setzt allerdings voraus, dass der Motor immer genügend Drehmomentreserven haben muss, um beide Propeller gleich zu beschleunigen. Der Propeller mit drei Blättern, weißt ein höheres Massenträgheitsmoment und vermutlich auch eine höhere Luftreibung auf, als der Propeller mit nur zwei Blättern, was bedeutet, dass ein höheres Motordrehmoment benötigt wird, um die gleiche Winkelbschleunigung des Propellers zu erreichen. Hier wäre es Interessant gewesen das am Propeller entsehende Drehmoment von der Simulation mit errechnen zu lassen. Dies würde zum Einen eine Motorauslegung erleichtern und zum Anderen eine Betrachtung der Effizienz des Propellers ermöglichen.


#3

Sehr ausführlich! Super @dlegran! :+1: