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28.11.2012 - Moteurs

Un pas de plus dans la modélisation de l’écoulement dans les compresseurs de turbomachines

Une modélisation multi-échelle de l’écoulement prenant en compte la présence d‘un jeu aube-carter dans les compresseurs de turbomachines ouvre la voie à de meilleures prédictions de performances.

Tourbillons de jeu capturés par la méthode Onera ZDES
Tourbillons de jeu capturés
par la méthode Onera ZDES

Si la rotation des roues de compresseur est possible dans les moteurs d’avion, c’est parce qu’il existe un jeu entre les aubes et le carter. Or,  ce jeu fonctionnel est à l’origine de tourbillons qui pénalisent les performances du moteur. L’optimisation, notamment dans le but de réduire la consommation, passe par la description de l’interaction de ces tourbillons avec l’écoulement de gaz à haute pression qui alimente la chambre de combustion.

La difficulté de la simulation numérique de ce phénomène provient en grande partie des différences  entre les dimensions caractéristiques des parties en interaction : quelques dixièmes de millimètre pour l’interstice et quelques dizaines de centimètres pour l’écoulement principal.

Dans l’approche Onera, les équations de Navier-Stokes qui décrivent l’écoulement du fluide ont été résolues par une méthode originale développée à l’Onera, la ZDES. Cette méthode permet de décrire toutes les échelles de grandeur pertinentes dans le phénomène avec une précision remarquable et dans des temps de calcul raisonnables. Ce résultat constitue une avancée technologique de première importance. Il permettra aux motoristes d’accroître leurs capacités de prédiction pour des configurations opérationnelles.