Modélisation d'un moteur complet en perte d'aube en dynamique rapide

• Auteur / Autrice : Nicolas Cosme
• Direction : Bernard Peseux, Jérôme Bonini
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale mécanique, thermique et génie civil (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Centrale Nantes (1991-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Avions -- Turboréacteurs

Modèles mathématiques

Avions -- Moteurs -- Gaz d'échappement

Résumé

La perte d'une aube fan a des conséquences graves sur un moteur d'avion : les instances aéronautiques imposent de prouver la tenue des moteurs en perte d'aube par un essai de certification aux critères sévères. Les motoristes procèdent à des essais onéreux pendant la conception. La prédiction numérique de la perte d'aube est alors essentielle pour réduire les risques d'échec et les coûts. L'objectif de la thèse est de simuler pour la première fois à SNECMA Moteurs la perte d'aube en dynamique rapide sur un moteur représentatif d'un moteur complet dans des temps compatibles avec l'utilisation industrielle. Le code Eléments Finis Plexus, utilisant un schéma d'intégration explicite, permet de modéliser les principaux phénomènes transitoires et fortement non-linéaires inhérents au déroulement d'une perte d'aube. Un travail important de modélisation des composants moteur a été effectué pour permettre l'obtention de nouveaux résultats utiles au dimensionnement.

The requirements of the airworthiness authorities certification include the demonstration of a successful fan blade-off test performed on a whole engine. In order to comply with these severe criteria, manufacturers perform expensive containment spin tests during the design phase. However, the numerical analyses of the blade-off is an appropriate mean to prevent the financial and technical risks. The objective of the thesis is thus to simulate for the first time at SNECMA Moteurs the fan blade loss on an engine representative of a real engine in a time compatible with an industrial use. The Finite Element code Plexus, following an explicit integration scheme, allows to model the main transient and highly non-linear phenomena occurring during the blade-off. An important work has been carried out on the modeling of the engine components to obtain new results useful for the design.