A comparative multi-fidelity aerodynamic analysis of open and shrouded rotors

A comparative study is carried out to investigate the aerodynam ics of open and shrouded rotors. Two different computational models are em ployed. Namely, a vortex particle method and the Reynolds-Averaged Navier Stokes (RANS) equations. Numerical predictions are compared to expose and explain key differences. In particular, we focus on the wake velocity profile, the velocity and vorticity fields, and the surface pressure distributions. Discrepancies seem to be related to flow separations. However, for the shrouded case, a critical aspect is the modeling of the interaction between the vortexes shed by the propeller with the boundary layer developing on the duct.

Uno studio comparativo viene condotto per analizzare l’aerodinamica di eliche isolate e intubate. Vengono impiegati due diversi modelli computazionali: un metodo a particelle vorticose e la soluzione numerica delle equazioni Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS). Le previsioni numeriche vengono confrontate per evidenziare e spiegare le principali differenze. In particolare, l’analisi si concentra sul profilo di velocità della scia, sui campi di velocità e vorticità, e sulla distribuzione di pressione sulla superficie. Le discrepanze sembrano essere legate alle separazioni del flusso. Tuttavia, nel caso intubato, un aspetto critico è la modellazione dell’interazione tra i vortici generati dall’elica e lo strato limite che si sviluppa sul condotto.