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Thèse soutenue

Étude du comportement dynamique des roues de turbines et pompes hydrauliques pour la conception mécanique optimisée : cas d'une roue Francis

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Auteur / Autrice : Manoel José Dos Santos Sena
Direction : Jean-Louis Kueny
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des fluides et transferts
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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Le travail de these a pour objectif le developpement d'une methodologie adaptee a l'optimisation du comportement dynamique de roues de pompes et de turbines hydrauliques en ce qui concerne les frequences propres et les contraintes mecaniques dues aux forces centrifuges et a un champ de pression moyen, tenant compte de l'effet de masse ajoutee du a la presence de l'eau. Les procedures d'optimisation ont ete ecrites pour le code d'elements finis ansys, permettant l'implementation de ces calculs dans le processus general de conception d'une turbine ou d'une pompe. La propriete de symetrie cyclique des geometries de turbine a ete consideree dans l'intention de diminuer le nombre de degres de liberte actifs du probleme. L'influence des efforts centrifuges sur les energies cinetiques et potentielles de l'ensemble a ete prise en compte par des matrices de rigidite supplementaires. L'approche utilise pour modeliser l'interaction fluide - structure a ete du type eulerien. Les procedures ont ete d'abord testees sur des cas de reference et l'application finale a ete realisee sur une roue de turbine du type francis. Une etude de la sensibilite du comportement dynamique de cette roue aux changements des caracteristiques geometriques (les epaisseurs de la ceinture et du moyeu) a ete realisee dans l'intention de demontrer le guidage d'un processus d'optimisation.