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Thèse soutenue

Modélisation du comportement dynamique des joints annulaires rainurés à fluide incompressible

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Auteur / Autrice : Mihaï Arghir
Direction : Jean Frêne
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Poitiers

Résumé

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L'amelioration des performances et du rendement des turbomachines par un meilleur controle des debits de fuite a montre l'importance des systemes d'etancheite generalement constitues de joints labyrinthes. Il est reconnu maintenant que la stabilite vibratoire des lignes d'arbres est etroitement liee aux caracteristiques dynamiques des paliers et aussi a celle des labyrinthes. Dans ce contexte, la difficulte des experimentations en regime dynamique conduit a developper des modeles theoriques performants. Notre choix s'est fixe sur les modeles bases sur l'integration numerique des equations de navier-stokes completes pour ecoulements incompressibles, en liaison avec un modele differentiel de turbulence et les lois de parois. Pour rendre la methode plus efficace nous avons utilise une approche en petites perturbations autour du fonctionnement statique en position centree et nous avons considere que les variables de l'ecoulement ont une variation sinusoidale selon la direction circonferentielle. Les forces et les moments sont donc decrits par des coefficients dynamiques de raideur, d'amortissement et de masse. L'utilisation des transformations analytiques de coordonnees permet d'analyser le comportement dynamique des joints a stator rainure et a rotor lisse. L'approche traite d'abord le cas des vibrations de deplacement et puis, des vibrations de mesalignement. Les etapes du developpement du modele mathematique a l'ordre un sont presentees en detail. La comparaison de nos resultats avec des resultats theoriques et des mesures publiees dans la litterature montrent un bon accord. En remplacant la transformation analytique par une transformation numerique de coordonnees, l'approche a ete generalisee pour des joints labyrinthes de forme generale. Les resultats obtenus montrent que certaines portions des labyrinthes (chambres intermediaires) ont une influence plus importante que celle habituellement acceptee