Modélisation du fonctionnement des compresseurs pendant le déclenchement du pompage
Composition du jury :
Pr. Sofiane KHELLADI, ENSAM Paris, LIFSE, Examinateur Pr. Antoine DAZIN, ENSAM Lille, LMFL, Rapporteur Dr. Florent DUCHAINE, CERFACS, Rapporteur Pr. émérite Isabelle TRÉBINJAC, ECL, LMFA, Directrice de thèse Pr. Xavier CARBONNEAU, ISAE-Supaéro, DAEP, Co-directeur de thèse Dr Ghislaine NGO BOUM, ECL, LMFA, Co-directrice de thèse M. Éric LIPPINOIS, SAFRAN Aircraft Engines, Invité
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https://us02web.zoom.us/j/82770145124
Résumé
Les performances du compresseur ainsi que son opérabilité sont constamment améliorées afin d’obtenir un moteur aéronautique plus efficace. En effet, lors des phases transitoires selon la trajectoire de vol d’un avion, c’est-à-dire les accélérations brusques ou les distorsions d’alimentation, le compresseur est un élément critique. Il est donc crucial de prévoir avec précision la plage de fonctionnement du compresseur dans son environnement système. Afin d’avoir une compréhension plus approfondie de l’influence des composants du moteur sur le fonctionnement du compresseur, une modélisation numérique d’un banc d’essai d’un compresseur aéronautique est proposée.
Au moyen d’un couplage 3D/1D, les conditions aux limites de la simulation CFD 3D du compresseur sont actualisées par le comportement dynamique du banc d’essai modélisé en 1D. Cette simulation entièrement couplée et intégrée permet de prendre en compte les effets instationnaires (i) de la propagation des ondes de pression le long des conduits et (ii) de la capacité volumique de chacun d’entre eux. Dans un premier temps, les performances du compresseur multi-étagé sont analysées selon l’ensemble des caractéristiques afin de les comparer aux résultats expérimentaux. Dans un deuxième temps, l’opérabilité du compresseur à proximité du décrochage des aubes tournantes est étudiée. Des phénomènes instationnaires se produisent dans le rotor du troisième étage du compresseur, l’analyse vise à mieux comprendre le début du déclenchement du pompage. Dans la troisième et dernière étape, cette instabilité dans le compresseur est comparée avec et sans l’environnement du banc d’essai grâce à une simulation 3D d’une part et à une simulation couplée 3D/1D d’autre part. Enfin, l’analyse entre les signaux numériques et expérimentaux des capteurs de pression instationnaires confirme la pertinence de la prise en compte de tous les éléments du banc d’essai lors du déclenchement de l’instabilité du compresseur.
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