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Thèse soutenue

Modélisation tridimensionnelle de la cavitation partielle dans les turbomachines

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Auteur / Autrice : François-Xavier Catelan
Direction : Jean-Louis Kueny
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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Dans la conception des turbomachines, la cavitation represente generalement le phenomene physique qui limite le plus les performances. Le comportement cavitant de l'appareil doit donc etre connu a l'avance et necessite donc le plus souvent des essais sur un prototype. Les modeles numeriques de prevision de la cavitation representent une approche complementaire qui permet d'agir au niveau de l'avant-projet et du projet. L'outil numerique developpe dans le cadre de cette these considere la cavite comme une perturbation de l'ecoulement non cavitant. Dans cette approche, la resolution est effectuee en couplant un calcul 3d non cavitant a un calcul 3d de cavite. Le couplage s'effectue par la geometrie de la poche de vapeur qui diminue d'autant le domaine de calcul. Une attention particuliere est portee au probleme pose par le detachement des cavites en utilisant notamment les resultats d'une campagne de mesures sur deux profils places dans une veine fixe. Une formulation particuliere de la condition de cavite au niveau du detachement a ete mise au point, ainsi qu'un critere de positionnement du point de detachement. La sensibilite des resultats a la discretisation du bord d'attaque des profils a egalement ete etudiee. Ce code a permis le calcul de regimes cavitants pour deux machines axiales presentant un ecoulement fortement tridimensionnel. L'interet de la modelisation tridimensionnelle presentee dans cette etude est mis en lumiere par l'amelioration du parametre de cavitation obtenu apres le couplage. D'autre part, les formes de poche calculees sont en accord avec les visualisations faites lors d'essais sur ces geometries