Thèse soutenue

Caractérisation aérodynamique d'un écoulement avec injection pariétale de type dilution giratoire en vue de sa modélisation

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Auteur / Autrice : Brice Michel
Direction : Azeddine KourtaPierre Gajan
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Dynamique des fluides
Date : Soutenance en 2008
Etablissement(s) : Toulouse, ISAE

Résumé

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Dans les turbomachines, pour protéger les parois des chambres de combustion exposées à de très fortes températures, la technique de refroidissement par multiperforation s'avère particulièrement efficace. Cette technique consiste à faire passer une partie de l'air provenant du compresseur à travers la paroi de la chambre de combustion par des milliers d'orifices de petit diamètre. Lors du développement des nouvelles chambres, la prise en compte de ce type d'injection dans les simulations numériques s'avère toutefois difficile à cause de la petite taille et du très grand nombre des perforations. Le travail effectué durant cette thèse vise à la fois à optimiser cette technique d'injection et à améliorer sa prise en compte dans les simulations numériques. Des campagnes d'essais sont réalisées pour étudier l'effet de l'orientation, longitudinale ou giratoire, du flux d'air protecteur. Une action significative de ce paramètre est démontrée sur la protection de la paroi et sur le mélange de l'air de refroidissement avec l'écoulement incident. Les modèles existants assurant la prise en compte de l'injection par multiperforation sont testés sur la base de données expérimentales générée. Ces modèles montrant un comportement qualitatif avec des faiblesses en proximité de la paroi, des mesures expérimentales et des simulations numériques stationnaires puis instationnaires sont entreprises sur une configuration à grande échelle. L'écoulement y est étudié en détails, à l'échelle des jets. Une analyse de l'interaction entre les jets et l'écoulement incident est effectuée dans la perspective d'améliorer les modèles d'injection d'air au travers de parois multiperforées.