Aerodynamique numerique 3-d des turbomachines axiales multi-etages avec fermeture k-epsilon bas-reynolds

par GUY TSANGA

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de GEORG GEROLYMOS.

Soutenue en 1997

à Paris 6 .

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  • Résumé

    L'aerodynamique numerique 3-d a atteint un degre de maturite qui doit permettre la prediction d'ecoulements aussi complexes que ceux qui se produident dans les turbomachines. Dans le cadre de cette these, une methodologie de resolution de l'ecoulement compressible, turbulent et stationnaire dans un environnement multi-rangees est developpee. Dans un premier temps, un programme de generation de maillages dans les turbomachines axiales est mis au point. Il consiste a creer des structures 3-d mono-bloc relatives a chaque rangee d'aubes, par empilement de coupes 2-d a topologie en o generees biharmoniquement. Deux domaines a topologie en h completent le champ de calcul pour l'entree et la sortie de la turbomachine. Dans un second temps, les differents maillages sont utilises pour la resolution iterative d'avancement en temps des equations de navier-stokes, moyennees par la procedure de favre et completees par la fermeture k-epsilon de launder-sharma. A l'aide d'une formulation aux volumes finis, la discretisation spatiale est effectuee avec la decomposition des flux de van leer et du schema decentre muscl. L'integration temporelle est implicite et factorisee adi. Les conditions aux limites sont traitees implicitement et explicitement a l'aide de mailles fantomes ajoutees aux differents domaines de la turbomachine. La methode numerique est validee par la comparaison avec des mesures experimentales et des resultats issus de codes internationaux, pour l'ecoulement transsonique dans le rotor nasa-37 avec un nombre cfl egal a 20. Une premiere etude multi-rangees est presentee pour un compresseur aeronautique. Les travaux effectues dans le cadre de cette these etablissent les bases du code de calcul turbo-3d. Ce dernier est robuste. Il repose sur une initialisation simple de l'ecoulement, grace a l'utilisation de limiteurs efficaces pour les variables turbulentes.


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Informations

  • Détails : 155 P.
  • Annexes : 159 REF.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1997
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