Validazione
Quanto ci si può fidare delle prestazioni calcolate da Propforge? Applichiamo il modello a eliche misurate nella galleria del vento dell'Università dell'Illinois e pubblichiamo il risultato, anche dove fallisce.
Errore assoluto medio nel campo normale (spinta misurata almeno il 30% di quella statica). Obiettivo: entro 15.0 %.
Metodo
- Teoria dell'elemento di pala e della quantità di moto (formulazione QPROP di Drela) con perdite di Prandtl in punta e al mozzo, risolta su 40 stazioni.
- Portanza e resistenza da una tabella di polari tipo XFOIL (NeuralFoil) su curvatura, spessore, Reynolds e incidenza; modello a lastra piana oltre lo stallo; compressibilità di Prandtl–Glauert.
- Geometria delle pale (corda e calettamento) esattamente come misurata dalla UIUC. I profili non sono pubblicati, quindi ogni elica riceve una di due classi di profilo (RC generico o slow flyer sottile) in base al tipo di prodotto: nulla è regolato elica per elica.
- L'unica impostazione globale, il parametro di transizione n_crit = 7, è stata scelta su metà delle eliche; l'altra metà è servita da controllo.
- Questa pagina è generata dalla suite di test. Se una modifica peggiora il modello oltre le soglie, la build fallisce.
Misurato vs calcolato
Mostra tabella dati
| J | Misurato (UIUC) | Propforge |
|---|---|---|
| 0.49 | 0.064 | 0.065 |
| 0.51 | 0.058 | 0.060 |
| 0.55 | 0.050 | 0.054 |
| 0.57 | 0.045 | 0.050 |
| 0.60 | 0.039 | 0.044 |
| 0.63 | 0.034 | 0.038 |
| 0.66 | 0.029 | 0.032 |
| 0.69 | 0.024 | 0.026 |
| 0.73 | 0.018 | 0.018 |
| 0.75 | 0.013 | 0.012 |
| 0.79 | 0.007 | 0.004 |
| 0.81 | 0.003 | -0.002 |
| 0.84 | -0.003 | -0.010 |
Mostra tabella dati
| J | Misurato (UIUC) | Propforge |
|---|---|---|
| 0.49 | 0.046 | 0.047 |
| 0.51 | 0.044 | 0.045 |
| 0.55 | 0.040 | 0.042 |
| 0.57 | 0.037 | 0.040 |
| 0.60 | 0.034 | 0.037 |
| 0.63 | 0.031 | 0.034 |
| 0.66 | 0.029 | 0.030 |
| 0.69 | 0.026 | 0.027 |
| 0.73 | 0.022 | 0.022 |
| 0.75 | 0.019 | 0.018 |
| 0.79 | 0.015 | 0.013 |
| 0.81 | 0.012 | 0.008 |
| 0.84 | 0.009 | 0.003 |
Mostra tabella dati
| RPM | Misurato (UIUC) | Propforge |
|---|---|---|
| 1975 | 0.098 | 0.094 |
| 2292 | 0.100 | 0.098 |
| 2632 | 0.102 | 0.101 |
| 2908 | 0.102 | 0.103 |
| 3211 | 0.103 | 0.105 |
| 3504 | 0.104 | 0.105 |
| 3815 | 0.104 | 0.106 |
| 4144 | 0.105 | 0.107 |
| 4409 | 0.105 | 0.108 |
| 4711 | 0.106 | 0.108 |
| 5011 | 0.107 | 0.108 |
| 5325 | 0.108 | 0.109 |
| 5624 | 0.112 | 0.109 |
| 5938 | 0.113 | 0.109 |
| 6231 | 0.113 | 0.110 |
| 6542 | 0.114 | 0.110 |
Mostra tabella dati
| RPM | Misurato (UIUC) | Propforge |
|---|---|---|
| 1975 | 0.055 | 0.051 |
| 2292 | 0.054 | 0.049 |
| 2632 | 0.054 | 0.049 |
| 2908 | 0.054 | 0.047 |
| 3211 | 0.054 | 0.046 |
| 3504 | 0.054 | 0.046 |
| 3815 | 0.054 | 0.045 |
| 4144 | 0.054 | 0.045 |
| 4409 | 0.053 | 0.044 |
| 4711 | 0.053 | 0.044 |
| 5011 | 0.053 | 0.044 |
| 5325 | 0.053 | 0.044 |
| 5624 | 0.051 | 0.044 |
| 5938 | 0.051 | 0.043 |
| 6231 | 0.051 | 0.043 |
| 6542 | 0.051 | 0.043 |
Tutte le eliche
| Elica | Profilo ipotizzato | Errore CT (bias) | Errore CP (bias) | Punti |
|---|---|---|---|---|
| APC Thin Electric 10×7 | RC generico | 3.9 % (+1 %) | 4.1 % (−1 %) | 109 |
| APC Thin Electric 11×5.5 | RC generico | 10.3 % (+9 %) | 8.3 % (+3 %) | 69 |
| APC Thin Electric 14×12 | RC generico | 7.9 % (−4 %) | 10.5 % (−9 %) | 81 |
| APC Slow Flyer 10×4.7 | Slow flyer | 16.1 % (−16 %) | 9.9 % (−10 %) | 87 |
| APC Slow Flyer 11×7 | Slow flyer | 3.9 % (−3 %) | 6.7 % (−4 %) | 84 |
| APC Slow Flyer 9×6 | Slow flyer | 16.5 % (−17 %) | 15.5 % (−15 %) | 109 |
| APC Sport 11×6 | RC generico | 4.3 % (−2 %) | 10.3 % (−10 %) | 90 |
| Graupner CAM Prop 10×6 | RC generico | 11.2 % (+11 %) | 7.6 % (+3 %) | 95 |
| Graupner Super Nylon 11×8 | RC generico | 16.7 % (+17 %) | 16.7 % (+14 %) | 91 |
| GWS Slow Flyer 10×4.7 | Slow flyer | 5.1 % (+1 %) | 6.5 % (+2 %) | 46 |
| Kyosho 10×6 | RC generico | 5.6 % (+5 %) | 6.0 % (−3 %) | 107 |
| Master Airscrew 11×7 | RC generico | 3.7 % (+0 %) | 6.1 % (−6 %) | 82 |
| Master Airscrew Scimitar 10×5 | RC generico | 16.6 % (+17 %) | 9.6 % (−10 %) | 93 |
Errore assoluto medio nel campo normale; bias tra parentesi (positivo = Propforge sovrastima).
Limiti noti
- La potenza statica è sottostimata (bias −16 %, 90° percentile 28.5 %); il flusso alla radice di un'elica ferma è fortemente tridimensionale. Le fasce della potenza statica sono allargate di conseguenza.
- Vicino a spinta nulla (rapporto di avanzamento alto) gli errori relativi non hanno senso; l'errore assoluto su CT arriva a 0.025 e CP si discosta in media di 32.1 %. L'app usa fasce assolute in questa zona.
- Sotto Reynolds 40.000 gli errori crescono (CT 6.4 %, CP 11.7 %); le eliche piccole e lente sono il caso più difficile.
- I profili sconosciuti delle eliche commerciali limitano questo confronto: per i tuoi progetti il profilo è noto esattamente, ma le superfici stampate sono più ruvide di quelle stampate a iniezione.
- Non modellato: contrazione della scia, aerodinamica di rake e skew, ritardo di stallo 3D, deformazione delle pale, intubamenti, cavitazione e tutto ciò che una CFD catturerebbe.
Giranti e pompe
Il modello delle curve delle pompe non è ancora stato confrontato con curve misurate, quindi le fasce sono volutamente ampie (±25% prevalenza, ±30% potenza). Considera i valori delle giranti come prima indicazione e misura la tua pompa.
Dati
Dati di galleria del vento di 13 eliche (APC, Graupner, Kyosho, Master Airscrew, GWS) dal volume 1 dello UIUC Propeller Data Site, usati con attribuzione.
Brandt, J.B., Deters, R.W., Ananda, G.K., Dantsker, O.D., Selig, M.S., UIUC Propeller Database, Vols 1–4, University of Illinois at Urbana-Champaign. m-selig.ae.illinois.edu/props/propDB.html. Airfoil polars: NeuralFoil (P. Sharpe, MIT licence), an XFOIL surrogate.