Flottement aéroélastique des aubes a faible élancement
par Georges Jacquet-Richardet
Thèse de doctorat en Mécanique
Sous la direction de R. Henry.
Soutenue en 1990
à Lyon, INSA , en partenariat avec LMSt - Laboratoire de Mécanique des Structures, UMR 5514 (Lyon, INSA) (laboratoire) .
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Résumé
Parmi les problèmes vibratoires rencontrés au cours du fonctionnement des turbomachines, l'instabilité aéroélastique de flottement apparaît comme l'un des plus violents. Le phénomène a pour origine un couplage qui se crée entre les mouvements des aubes et l'écoulement du fluide autour de celles-ci. Ce travail propose une nouvelle formulation pour l'analyse du flottement des roues aubagées en rotation, Les aubes sont discrétisées par des éléments finis de coque. Obtenus à partir de modèles en grilles d'aubes tri ou bidimensionnelles, les pressions aérodynamiques in-stationnaires sont directement appliquées sur le maillage éléments finis après calcul des forces nodales équivalentes. Le couplage, réalisé entre les modèles de fluide et de structure est cohérent. A partir d'une formulation énergétique, l'application d~s équations de Lagrange fournit les systèmes différentiels à coefficients complexes dont la résolution conduit au diagnostic de stabilité. L'application de la méthode sur une s~rie d'aubages académiques réalistes, permet de mettre en évidence la nécessité de prendre en compte la déformée vibratoire réelle des structures faiblement élancées pour disposer d'un outil fiable d'analyse de leur stabilité. Les calculs effectués sur un aubage de compresseur axial supersonique prototype ainsi que sur une grille annulaire représentative d'un aubage de turbine subsonique, permettent une validation du modèle proposé. Le couplage fluide structure chois. I. S'adapte aux roues aubagées de soufflante à large corde et aux hélices pour avions rapides.
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Titre traduit
= Aeroelastic flutter prediction of low aspect ratio blades
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