Calcul de l'écoulement dans une turbomachine à l'aide des variables de Clebsch et par une méthode d'éléments finis

Turbomachinery flow calculation using a Clebsch formation and a finite element method

• Auteur / Autrice : El Mostafa El Ghazzani
• Direction : Francis Leboeuf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mécanique des fluides

Résumé

Le travail effectué dans cette thèse concerne l'étude de l'écoulement tridimensionnel dans une partie isolée fixe ou mobile de turbomachine par résolution des équations d'Euler. Une formulation de Clebsch rigoureusement équivalente à ces équations est développée à partir d'un principe variationnel. Elle conduit à la décomposition du vecteur vitesse en une partie potentielle et une partie rotationnelle, et fournit ainsi un schéma unifie pour la résolution de l'équation du potentiel et des équations d'Euler. Bien que basée sur un modèle de fluide parfait, cette formulation est complétée par un schéma de pertes. La méthode numérique retenue utilise une discrétisation par éléments finis. Un traitement particulier des effets convectifs est appliqué ainsi qu'un schéma de relaxation base sur une formulation pseudo-instationnaire du système d'équations. Compte tenu de cette formulation, une attention particulière est portée aux conditions aux limites qui sont intégrées dans le calcul. Le code Clebsch élaboré à partir de cette méthode est testé sur diverses configurations d'écoulements tridimensionnels comprenant un cas de géométrie fixe et deux cas de roues mobiles de pompe hélico-centrifuge et de turbine francis. Les résultats obtenus sont comparés à l'expérience et à d'autres calculs: Navier-Stockes et quasi-tridimensionnels.