Simulation du chargement thermique instationnaire par simulation RANS et couplage aérothermique dans une turbine haute-pression

par Rami Salem

Projet de thèse en Mécanique des fluides

Sous la direction de Marc-Paul Errera et de Julien Marty.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences (Cachan, Val-de-Marne ; 2015-....) , en partenariat avec ONERA - MFE - Mécanique des Fluides et Energétique (laboratoire) et de CentraleSupélec (2015-....) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    Les performances aérodynamiques des turbomachines ne sont pas seulement dictées par la prévision des écoulements secondaires même si celle-ci reste de première importance. Dans certaines configurations, en particulier dans les turbines haute pression, l'aspect thermique est primordial. La recherche d'une température totale en sortie de chambre de combustion i.e. en entrée de turbine, de plus en plus élevée oblige les motoristes à réduire les incertitudes sur l'environnement thermique des aubages, qu'ils soient refroidis ou non. Il faut savoir que la température de l'aube de turbine influe directement sur sa durée de vie et qu'une erreur de quelques degrés Kelvin peut diminuer drastiquement la durée de vie. Il est alors primordial de réaliser des simulations aérothermiques d'application turbomachine. Les problématiques sont alors : (i) de déterminer la bonne stratégie de couplage, en particulier de gérer correctement l'interface fluide-solide avec des conditions limites adéquates et (ii) d'utiliser des méthodes de résolution de la turbulence dans le cas d'un étage de turbine.

  • Titre traduit

    Transient heat transfer load using RANS simulation method and aerothermal coupling in high pressure turbine


  • Résumé

    The aerodynamique performences are not only dictated by secondary stream flow even though they are still very important. In particular configurations, and especially in high pressure turbine, the heat transfer aspect is very important. Finding an accurate total temperature flowing out the combustion chamber (i.e flowing in the HP turbine) gets more and more importante, in order to reduce uncertainties on the heat tranfer at the HP turbine blade wall. Since the temperature of a blade has a direct impact on the life span, even a tiny error can drastically reduce it. That is why aerothermal simulations are needed. First we will determine the right strategy of coupling, especially at the interface fluid/solid and secondly use the resolution method for the turbulence.