Methodes d'analyse fluide-structure integrees pour la prevision du flottement et de la reponse forcee des aubes de turbomachines

par FRANCOIS MOYROUD

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de Michel Lalanne et de TORSTEN FRANSSON.

Soutenue en 1998

à Villeurbanne, INSA .

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  • Résumé

    Les ensembles disque-aubes des turbomachines modernes sont amenes a satisfaire des criteres stricts en terme de stabilite aeroelastique et de reponse forcee. L'objectif de cette these est d'utiliser et de developper des techniques de modelisation, capables de predire le phenomene de flottement et de quantifier les amplitudes de resonance des aubages de turbomachine. Pour le flottement, deux methodes d'analyse aeroelastique sont considerees : la methode energetique (approche fluide-structure non-couplee) et le schema de couplage modal (approche fluide-structure couplee). Ces modeles ont ete installes dans le code de calcul struflo qui offre des outils d'interface performants pour coupler divers codes de calcul. Des methodes specifiques sont utilisees afin de combiner plusieurs types d'analyses fluide et structure, et ainsi de progresser dans le sens d'un traitement general des interactions fluide-structure. A cet effet, le schema de couplage modal est adapte pour etre compatible avec des analyses modales d'aube seule ainsi que des analyses modales d'ensemble disque-aubes avec ou sans symetrie cyclique. Un maillage d'interface est utilise pour resoudre les problemes lies a l'incompatibilite des maillages fluide et structure a l'interface et une methode d'interpolation/extrapolation permet de transferer les modes de vibration d'aube et les champs de pression instationnaire, du maillage structure au maillage aerodynamique et vice versa. Le desaccordage structure est l'une des caracteristiques pouvant considerablement modifier la stabilite aeroelastique et les amplitudes de resonance des aubages. A cet effet, deux methodes de reduction ont ete etudiees afin d'autoriser des analyses modales et de reponse forcee d'ensemble disque-aubes complet. Les techniques developpees sont appliquees a l'etude des comportements dynamiques, aerodynamiques et aeroelastiques du fan transonique nasa rotor 67, d'un fan transonique avec nageoires et d'un fan subsonique a large corde.


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Informations

  • Détails : 357 P.
  • Annexes : 200 REF.

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
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