Optimisation topologique à formalisme Eulérien et Lagrangien appliquée à la conception d'un ensemble propulsif

par Simone Coniglio

Thèse de doctorat en Génie mécanique, mécanique des matériaux

Sous la direction de Joseph Morlier, Christian Gogu et de Rémi Amargier.

Thèses en préparation à Toulouse, ISAE , dans le cadre de École doctorale Mécanique, énergétique, génie civil et procédés (Toulouse) , en partenariat avec ICA - Institut Clément Ader (laboratoire) depuis le 08-09-2016 .


  • Résumé

    Les turboréacteurs à haut taux de dilution (HBPR) soulèvent des inquiétudes sur les déformations du moteur intégré au mat et à la nacelle. Les déformations du moteur dégradent la performance du système propulsif. L'impact de l'architecture du système propulsif sur la performance moteur constitue désormais un critère discriminant du choix architectural de l'environnement moteur, à savoir la nacelle et le mat moteur. La performance moteur est pilotée par les tip clearance induits par la déformation du carter moteur. L'architecture du système propulsif doit permettre de minimiser les déformations moteur, afin de maîtriser les jeux entre aubages et carter (tip clearance). En conséquence, Airbus souhaite se doter d'une capacité à évaluer rapidement l'impact de l'architecture du système propulsif sur la déformation moteur dans un contexte avant-projets. Pour cela dans cette thèse des approches d'optimisation topologique Lagrangian et Eulerian on été développés pour traiter le problème de design de l'ensemble propulsif en incluant des contraintes de résistance mécanique et de consommation.

  • Titre traduit

    Propulsion airframe topology optimization with performance and stress criteria using Eulerian and Lagrangian approaches


  • Résumé

    Engine deformations during operation are an increasing concern for engine performances. The tip-clearance, defined as the radial gap between the blade tip and the engine casing, can show small variations induced by aircraft maneuvers. These variations can produce increased tip leakage flow, secondary flows and vortex losses that can sensibly increase the engine trust specific fuel consumption (TSFC). The main goal of this project is to develop a methodology to evaluate the impact of a powerplant design on tip-clearance related issues. In order to achieve disruptive designs both Eulerian and Lagrangian topology optimization approaches were employed, including both stress and performance constraint in the optimization loop.