Interaction rotor/stator dans les turbomachines axiales

Rotor/stator interaction in axial turbomachinery

• Auteur / Autrice : DANIEL VINTELER
• Direction : Georges Gerolymos
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

L'impact de l'interaction rotor/stator sur les performances, la fiabilite et la duree de vie des turbomachines est loin d'etre negligeable. Afin de quantifier l'amplitude des phenomenes physiques intervenant dans l'ecoulement, nous avons etudie l'interaction rotor/stator par resolution numerique des equations d'euler tridimensionnelles. Le probleme est aborde a travers trois approches differentes. La premiere consiste a etudier l'ecoulement stationnaire dans un environnement multi-etages. Pour ce cas les rangees d'aubes communiquent via des moyennes circonferentielles, effectuees dans les plans de melange. Cette technique permet de preserver les gradients radiaux de l'ecoulement mais, elle detruit toute variation azimutale. La comparaison mesures/calculs est satisfaisante. La deuxieme methode developpee a permis l'etude des phenomenes instationnaires dans un etage isole de turbomachine axiale. Grace a l'utilisation de la periodicite chorochronique, le calcul est effectue sur un seul passage inter-aubes par rangee. Une methode originale (basee sur la decomposition de fourier 2-d), est proposee pour le traitement de l'interface. Elle a ete validee sur plusieurs geometries (compresseurs et turbines). Nous avons constate que les effets instationnaires modifient d'une maniere significative les performances locales et globales de la machine. Le troisieme aspect aborde est l'etude de l'ecoulement instationnaire dans les turbomachines multi-rangees (approche multi-canaux). Les frontieres d'interface sont traitees en utilisant une simple periodicite spatiale. Les calculs effectues ont permis de mettre en evidence des interactions propres a l'environnement multi-etages