Etude theorique et experimentale de la propagation d'ondes acoustiques dans un corps de ventilateur, rotor a l'arret

par DIDIER DOURNEAU

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de Jean-Paul Barrand.

Soutenue en 1995

à Paris, ENSAM .

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Résumé

Les travaux realises sont relatifs a l'etude theorique et experimentale de la propagation d'ondes acoustiques dans un corps de pompe centrifuge essayee en air, roue a l'arret, etape initiale d'une demarche rigoureuse de modelisation des instabilites d'ecoulement dans un systeme de conduites comportant une machine generatrice. Apres un rappel des bases theoriques de la propagation unidimensionnelle dans une conduite de section faiblement variable ainsi que la matrice de transfert d'un pavillon exponentiel, une procedure experimentale est decrite. Elle comporte un banc d'essai comprenant une roue centrifuge placee dans une enveloppe transparente bidimensionnelle reproduisant la volute et les conduites d'aspiration et de refoulement d'une machine. La source d'excitation est constituee par un resonateur de helmholtz et diverses conditions aux limites sont introduites. Un systeme de glissieres installe dans les canaux de la roue et dans la volute permet de deplacer des capteurs miniatures dans l'ensemble de la machine. Les resultats experimentaux presentes conduisent a une analyse detaillee des systemes d'ondes mis en jeu pour plusieurs configurations d'essais. Ensuite, une modelisation unidimensionnelle s'appuyant sur une geometrie de remplacement de la turbomachine simule tres correctement les phenomenes de propagation acoustique dans la volute pour les cas a faible taux d'ondes stationnaires. Finalement, une simulation bidimensionnelle a partir du code eole developpe par edf n'ameliore pas cette concordance et revele les limites d'une telle modelisation. Il apparait necessaire d'introduire une loi d'epaisseur des mailles afin de prendre en compte la troisieme dimension

Titre traduit

Theoretical and experimental study of acoustical waves propagation within a centrifugal fan case, rotor at rest

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