Contribution à la modélisation de l’écoulement dans un compresseur centrifuge et développement de critères d’optimisation

Contribution to the flow modelling in a centrifugal compressor and development of optimization criteria

• Auteur / Autrice : Paul Le Sausse
• Direction : Pierre Fabrie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques appliquées et calcul scientifique
• Date : Soutenance le 18/04/2014
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et informatique (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement d'origine : Université Bordeaux-I (1971-2013)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mathématiques de Bordeaux
• Jury : Président / Présidente : Angelo Iollo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Paul Caltagirone, Damien Arnou, Jean-Louis Peureux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Franck Boyer, Cédric Galusinski
• DOI : 10.70675/361b4942z1bb4z4935z98e2z9e4cf743cfb1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mécanique des fluides

Modèles mathématiques

Mots clés libres

Modélisation

Numérique

Compresseur

Centrifuge

Écoulement

Instationnaire

Roue

Diffuseur

Décollement

Recirculation

Modelling

Numeric

Compressor

Centrifugal

Flow

Transient

Roue

Diffuseur

Flow separation

Vortex

Résumé

Cette thèse est le fruit d’un partenariat entre la société Johnson Controls et l’université Bordeaux1. L’objectif s’inscrit dans le cadre d’un projet de développement de pompe à chaleur innovante et est de développer un compresseur centrifuge à haute compression. Pour ce faire, un modèle numérique a été créé afin de simuler l’écoulement dans ce type de compresseur. Afin de respecter des impératifs industriels, une première géométrie a été établie par modifications itératives de divers paramètres et analyse des performances induites. L’écoulement a ensuite été étudié plus précisément, particulièrement pour mieux comprendre l’apparition des décollements. Enfin, une étude instationnaire de l’écoulement dans le diffuseur a été effectuée. Au delà des phénomènes physiques étudiés et appréhendés au cours de ce processus, c’est avant tout une méthodologie qui valorise ce travail.

This thesis is the result of a partnership between the company Johnson Controls and the university Bordeaux1. The objective is part of a project to develop innovative heat pump and involves the design of a high head centrifugal compressor. To do this, a numerical model is created to simulate the flow in this kind of compressor. To observe industriel deadlines, a first geometry was established by iterative changes of various parameters in analysing induced effiencies. The flow was then studied further, especially to better understand the onset of flow separation. Finally, a study of unsteady flow in the diffuser was performed. Beyond the physical phenomena investigated and comprehended during this process, it is firstly a methodology that values this work.