Simulation numérique de l'écoulement instationnaire et turbulent dans un étage de turbine haute pression

par Grégoire Bastin

Thèse de doctorat en Sciences. Mécanique

Sous la direction de Francis Leboeuf.

Soutenue en 2004

à l'Ecully, Ecole centrale de Lyon .


  • Résumé

    Cette thèse concerne l'utilisation de méthodes numériques adaptées à la simulation du refroidissement du bord de fuite d'un distributeur dans un étage de turbine HP. Le code elsA, développé à l'ONERA, est utilisé avec un schéma temporel de type Runge-Kutta à quatre pas et un schéma spatial de type centré de Jameson. La turbulence est prise en compte à l'aide de divers modèles (Michel, Spalart-Allmaras, k-l, k-w, k-e, et ASM). Diverses simulations de l'écoulement dans un distributeur bidimensionnel sans et avec refroidissement, modélisé avec la technique Chime��re, au bord de fuite ont permis de valider cette technique. La simulation tridimensionnelle du distributeur isolé refroidi a pu aussi être entreprise. Enfin deux calculs stationnaires, avec et sans refroidissement, et un calcul instationnaire sans refroidissement sont réalisés sur un étage de turbine haute pression. Ces résultats ont permis de dégager l'influence du refroidissement sur l'écoulement dans un étage de turbine.

  • Titre traduit

    Numerical simulation of the unsteady and turbulent flow in a high-pressure turbine stage


  • Résumé

    The aim of this study concerns the use of numerical methods for the resolution of the Reynolds Averaged Navier Stokes equations adapted to the simulation of the cooling of the trailling edge of a stator in a HP turbine. The elsA solver developped at ONERA, is used with a four steps Runge Kutta time discretisation scheme and a Jameson centered space discretisation scheme. Turbulence is simulated either through the Michel, Spalart-Allmaras, k-l, k-w, k-e and ASM models. Some simulations of the flow in a bidimensional stator, with and without cooling (which is realized with the Chimera technique), are carried out. It validated this technique. The tridimensional simulation of a single cooled stator is also realized. Finally two steady computations, without and with cooling, and an unsteady computation without cooling are carried out on a high pressure turbine stage. These results make it possible to determine the effect of the cooling on the flow in a turbine stage.

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Informations

  • Détails : 1 vol. 201 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 63 réf.

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