Modélisation par éléments finis d'un labyrinthe de turbomachine

Finite element modelisation for labyrinth seals

• Auteur / Autrice : Claire Deschênes
• Direction : Jean-Louis Kueny
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés libres

Sciences appliquees

Genie mecanique

Construction mecanique

Turbine francis

Labyrinthe

Cavite

Elements finis

Incompressibilite

K-epsilon

Ecoulement turbulent

Navier-stokes

Résumé

L'optimisation des garnitures d'etancheite de type labyrinthes a creneaux, parfois utilisee pour minimiser les fuites a la ceinture de roue des turbines francis, fait l'objet d'un interet croissant de la part des concepteurs. Dans l'hypothese d'une situation pleinement axisymetrique, nous proposons un schema par elements finis base sur la resolution des equations de navier-stokes avec le modele de turbulence k-epsilon. Des lois de parois empiriques permettent de simuler continuement les couches limites, et les equations de transport pour k et epsilon sont modifiees pour tenir compte des faibles nombres de reynolds turbulents dans ces regions. Le schema est principalement valide par comparaison aux experimentations d'un ecoulement dans un labyrinthe. Les resultats, satisfaisant dans l'ensemble, soulignent les limites de validite des lois de parois. L'importance des conditions d'etablissement de l'ecoulement en direction azimutale, ainsi que de la geometrie des garnitures, est observee