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Propeller-Perfektion: Optimierung mit JMP für effizientes Experimentieren

Ein effizientes Propellerdesign ist für die Branche der elektrischen Senkrechtstarter und -landemaschinen (eVTOL) von entscheidender Bedeutung. Laut einem Bericht von Market Research Future soll die Branche bis 2030 einen Marktwert von 15,8 Milliarden US-Dollar erreichen. Propeller spielen eine Schlüsselrolle bei der Leistungsoptimierung, der Reduzierung des Energieverbrauchs und der Verbesserung der Flugstabilität von eVTOL-Flugzeugen, die die urbane Luftmobilität revolutionieren sollen. Um diese Ziele zu erreichen, hilft die Verwendung eines raumfüllenden Designs (eine Art Versuchsplanung oder DOE), die komplexe Beziehung zwischen Designvariablen zu untersuchen und die effizientesten Konfigurationen sicherzustellen. Für dieses Projekt wurde die Blattelementtheorie verwendet, um die Aerodynamik des Propellers zu modellieren, während die Integration mit der MATLAB- und JMP-Software eine leistungsstarke Plattform für die Durchführung der Analyse und Optimierung des Designs bot. Durch diesen Ansatz können die Auswirkungen verschiedener Variablen auf die Propellerleistung für die wachsende eVTOL-Branche besser verstanden und verfeinert werden.

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Schöne Präsentation!

wirklich cool wäre es, wenn Sie die Parameter aus dem Profiler nehmen und sie direkt in ein parametrisches Modell in Fusion 360 einspeisen könnten, sodass Modelle physisch validiert werden könnten.

Betreff: Propeller-Perfektion: Optimierung mit JMP für effizientes Experimentieren

Ich hatte nicht die Gelegenheit, alle angehängten Dateien zu überprüfen. Sie können meine Kommentare daher am besten ignorieren.

Korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege. Die „Experimente“ wurden in einer Simulationssoftware durchgeführt? Ich verstehe nicht, warum Sie das tun? Das Modell ist in der Simulationssoftware bereits bekannt. Versuchen Sie, dieses Modell aufzudecken? Wie sind Fehler entstanden? Wie wurde dieses Modell entwickelt (z. B. rein theoretisch oder das Ergebnis von Experimenten)? In welchem ​​Inferenzraum wurde das Modell entwickelt? Wie wurde Rauschen simuliert ?

Was Byron vorschlägt, ist meiner Meinung nach viel wichtiger: Validieren Sie das Modell physisch in der Simulationssoftware.

Betreff: Propeller-Perfektion: Optimierung mit JMP für effizientes Experimentieren

@statman Danke fürs Zuschauen und Kommentieren!

Das verwendete Modell heißt Blade-Element-Theorie. Es gibt viele Möglichkeiten, dieses Modell zu implementieren. Für dieses Experiment haben wir Variablen eingeführt, die in der Blade-Element-Theorie normalerweise als linear angenommen werden, was bedeutet, dass das Modell noch nicht bekannt ist.

Das Modell wurde 1878 entwickelt und experimentell validiert. Es ist das am häufigsten verwendete analytische Modell zur Simulation der Propellerleistung.

Wir haben das Experiment auf sechs Eingabevariablen beschränkt und für jede davon Einschränkungen auf Grundlage theoretischer Erkenntnisse und physikalischer Einschränkungen festgelegt.

Beispielsweise würde ein Anstellwinkel der Flügelspitze von mehr als 17 Grad dazu führen, dass sich alle fünf Tragflächen im Strömungsabrissbereich befinden.

Da es sich um ein rein analytisches Experiment handelt, bleiben die Ergebnisse unabhängig davon, wie oft Sie es ausführen, dieselben. Das bedeutet, dass kein Rauschen simuliert oder Fehler eingeführt werden müssen.

Weitere Experimente würden die physikalische Validierung oder hochpräzise Simulationstools umfassen. Der Zweck dieses Projekts besteht darin, die Fähigkeit von JMP zu demonstrieren, Ergebnisse aufzudecken, die andernfalls unerforscht blieben, und einen Anwendungsfall für die Integration von JMP und MATLAB zu demonstrieren.

Betreff: Propeller-Perfektion: Optimierung mit JMP für effizientes Experimentieren

Danke für Ihre Antwort. Ich verstehe es immer noch nicht, also helfen Sie mir bitte, es zu verstehen. Sie führen eigentlich keine physikalischen Experimente durch, richtig? Sie müssen in Ihrer Software theoretische Modelle verwenden? Wenn Sie einen Wert für eine Variable eingeben und diese Variable nicht im theoretischen Modell enthalten ist, hat sie keine Auswirkung auf die Antwortvariablen, richtig? Damit sich die Antwort in der Simulation ändert, muss die Variable im Modell vorhanden sein. Wenn es in der Simulationssoftware nur einen linearen Term gibt, kann die Software unmöglich einen nichtlinearen Effekt zeigen, richtig. Das Modell ist bekannt.

Nachdem ich jahrelang in der Luft- und Raumfahrt und leider auch am V-22 (Osprey) gearbeitet habe, kann ich Ihnen versichern, wie wichtig der Lärm ist, um die Leistung eines Propellers „perfektionieren“ zu können. Es ist unmöglich, zwei gleiche Rotorblätter herzustellen (dies sind autoklavierte Kohlefaser-Rotorblätter). Ihre Software geht davon aus, dass Ihre Eingaben exakt dieselben sind wie die Eingaben ohne Abweichungen … das ist in der Realität nicht möglich.

Ich verstehe, dass Sie vielleicht nicht wirklich verstehen möchten, welche Faktoren die Leistung einer rotierenden Klinge beeinflussen, sondern stattdessen die Leistungsfähigkeit von JMP und Matlab demonstrieren möchten.

Übrigens, haben Sie irgendwelche physikalischen Beweise dafür, dass es zu einem Strömungsabriss kommt, wenn alle Blätter >17º stehen? In Ihrem beigefügten Link heißt es: „ Der kritische Anstellwinkel beträgt normalerweise etwa 15°, kann aber je nach Flüssigkeit , Folie – einschließlich ihrer Form, Größe und Verarbeitung – und Reynoldszahl erheblich variieren .“