Présentation de la suite de logiciels mecaflux:
Modelisation helice aerienne dans heliciel Modelisation helice bateau dans heliciel Modelisation helice ventilation dans heliciel Modelisation helice eolienne dans heliciel Modelisation hydrolienne dans heliciel Modelisation helice kaplan dans heliciel
helice contrarotative
Cet article donne un exemple de conception d'une paire d'hélices contra rotatives avec le logiciel HELICIEL Ses avantages font que l'hélice contrarotative est utilisée

stator en amont d'une turbine

Pour être complet, Heliciel se devait donc d' envisager la conception des hélices contra rotatives en intégrant un paramètre d' introduction de flux tangentiel ...explication:
L'hélice contrarotative se compose de deux hélices tournant en sens contraire.

contra rotatif

La première helice est optimisée comme une hélice normale.(On utilisera donc héliciel pour calculer et créer une hélice normale de propulsion marine aérienne , eolienne, ou hydrolienne.) .

Pour exemple, ouvrons un modele helice aerienne et parametrons la comme suit:nous prendrons

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La seconde hélice qui sera placée en aval recevra un courant de fluide dévié (composante tangentielle) et accéléré (composante axiale) par l'hélice amont. La seconde hélice devra donc avoir un vrillage et un calage optimisé avec des paramètres de vitesse fluide légèrement différent de la première. Elle devra bien sur aussi avoir un sens de rotation inversé. Pour créer notre hélice avale, nous allons utiliser les résultats de notre helice amont pour connaître la vitesse de fluide en entrée et la composante tangentielle a parametrer:

Dans la zone résultat de notre helice amont ,au niveau de l' élément situé aux environs de 0.75 fois le rayon de pale (element4) (zone la plus efficace de l'hélice), nous allons relever la vitesse aval axiale: 60.2 m/sec (ce sera la vitesse fluide de notre seconde helice) et la vitesse avale tangentielle:7.7 rad/sec (ce sera la valeur de l' introduction de flux tangentiel de notre seconde hélice)

vitesse tangentielle en aval de l'hélice

Apres avoir bien pris soins d' enregistrer notre helice amont, nous allons la transformer en hélice aval en modifiant la vitesse fluide de 56 m/sec par la valeur relevée précédemment:60.2 m/sec car c'est cette vitesse que percevra notre hélice aval.

helice aval contrarotative

L'hélice amont à aussi dévié le flux en rotation, nous allons donc utiliser le menu paramètres/ introduire flux tangentiel. pour entrer notre valeur de 7.7 rad/sec relevé précédemment. Notez que la valeur du flux tangentiel introduit doit être négative dans notre cas car elle est contraire au sens de rotation:

introduction vitesse tangentielle helice contra rotative

Il nous reste plus qu 'a lancer la reconstruction avec ces nouvelles données pour calculer le vrillage et les performances de notre hélice aval:

 

Il faudra bien sur penser a inverser le sens de rotation sous l' onglet 3D pour reconstruire une géométrie inversée avant l' export vers votre cao au format igs:

helice contrarotative avale

 

les performances de poussées, de l 'hélice amont et avale, devront donc être cumulées, ainsi que leur couple à l'arbre et leur puissance si l'on veut connaître la puissance , couple et poussée totale de notre helice contrarotative. Le rendement pourra parfois dépasser 1 au niveau de l'hélice avale, car il est calculé sans tenir compte de l' apport d'énergie du flux tangentiel introduit qui est récupéré et qui donne donc un surplus de puissance anormal. Mais la moyenne des rendements des deux hélices nous donnera un rendement global, donc plus réaliste et inférieur a 1.
La fonction de conception des hélices contrarotatives à été rendue possible par la possibilité de parametrer un apport de flux tangentiel en amont des hélices. Ceci permet aussi de calculer des couples rotors stator ...Cette fonction est en version beta , n' hésitez pas a me faire part de vos observations pour l' améliorer.