Développement d'un modèle de tensions déterministes instationnaires adapté à la simulation de turbomachines multi-étagées

Development of a model for unsteady deterministic stresses adapted to the multi-stages turbomachines simulation

• Auteur / Autrice : Dominique Charbonnier
• Direction : Francis Leboeuf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique des fluides et acoustique (Rhône)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Turbulence

Dynamique des fluides

Modèles mathématiques

Mots clés libres

Cfd

Tensions déterministes

Instationnarités

Interactions rotor-stator

Résumé

Les phénomènes physiques rencontrés en turbomachines sont généralement tridimensionnels et instationnaires. Une étude récente montre qu'une simulation stationnaire tridimensionnelle est capable de reproduire les phénomènes instationnaires moyennés en temps, si les équations du champ stationnaire intègrent des tensions déterministes. L'objectif de cette thèse est donc de développer un modèle pour les tensions déterministes instationnaires. L'analogie avec la turbulence permet d'écrire des équations de transport pour ces tensions. Les équations sont emplantées dans un code de calcul stationnaire et un modèle pour les flux d'énergie déterministes est également développé et implanté. Ce travail montre que la résolution d'équations de transport de tensions déterministes dans une simulation stationnaire permet de prendre en compte les effets instationnaires moyennés et n'augmente le temps de calcul que d'environ 30 %, ce qui reste très performant par rapport à une simulation instationnaire.

The pysical phenomena observed in turbomachines are generally three-dimensional and unsteady. A recent stuyd revealed that a three-dimensional steady simulation can reproduce the time-averaged unsteady phenomena, since the steady flow field equations integrate deterministic stresses. The objective of this work is thus to develop an unsteady deterministic stresses model. The analogy with turbulence makes it possible to write transport equations for these stresses. The equations are implemented in steady flow solver and e model for the energy determinsitic fluxes is also developed and implemented. Finally, this work shows that a three-dimensional steady simulation, by taking into account unsteady effects with transport equations of deterministic stresses, increases the computing time by only approximately 30 %, which remains very interesting compared to an unsteady simulation.