Thèse soutenue

Etude dynamique des structures à symétrie cyclique, immergées dans un fluide lourd. : Application à une roue de pompe centrifuge

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Auteur / Autrice : Christian Dal-Ferro
Direction : Michel Lalanne
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Lyon, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne2011-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LMSt - Laboratoire de Mécanique des Structures, UMR 5514 (Lyon, INSA1968-2003)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Pour pouvoir respecter les impératifs de performance et de rentabilité sans cesse plus sévères, les constructeurs de turbomachines doivent caractériser de plus en plus finement le comportement vibratoire de leurs produits. L'étude présentée porte sur la prédiction du comportement dynamique des structures immergées, lorsque le système couplé fluide-structure possède la propriété de symétrie cyclique. Une méthode de calcul adaptée à l'étude de systèmes à grand nombre de degrés de liberté est développée. Cette méthode s'applique notamment aux roues hydrauliques de pompes centrifuges. Elle permet de prévoir les fréquences et modes propres, ainsi que la réponse à une sollicitation harmonique du système couplé. Une série d'essais effectués sur une roue de pompe ont mis en évidence l'effet prépondérant de la masse ajoutée sur les fréquences propres du système en fonctionnement. Le fluide est ainsi considéré incompressible et au repos. La taille du problème à traiter est considérablement réduit~ en limitant le domaine d'analyse à un secteur répétitif du système et en réduisant le nombre de degrés de liberté par des techniques modales appliquées au fluide et à la structure. La méthode est tout d'abord validée par rapport à deux cas tests : les résultats numériques sont comparés à des résultats analytiques dans le cas d'une sphère immergée en milieu infini et à des résultats expérimentaux dans le cas d'une plaque présentant une symétrie cyclique. Elle est ensuite appliquée à une roue de pompe centrifuge industrielle pour laquelle les résultats numériques sont comparés à des résultats expérimentaux. L'ensemble de ces applications démontre la validité des approches proposées La méthode est ainsi en mesure de prédire, avec un coût de calcul raisonnable, les niveaux vibratoires élevés qui peuvent apparaître sur les roues de pompe et qui sont susceptibles de conduire à des fissurations de flasques.