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Leboeuf, Francis (19..-2013)

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Works: 65 works in 103 publications in 2 languages and 114 library holdings
Roles: Thesis advisor, Author, Other, Opponent
Publication Timeline
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Most widely held works by Francis Leboeuf
Méthode de calcul méridien appliquée à la détermination des écoulements en turbines transsoniques multiétagées by Christophe Saint-Pierre( Book )

2 editions published in 1993 in French and held by 4 WorldCat member libraries worldwide

L'objectif de cette thèse est la mise au point d'une méthode de calcul méridien, pour simuler des écoulements transsoniques se développant dans des turbines multiétagées. Les codes de calcul tridimensionnels ne permettent pas encore de traiter le cas d'une machine multiétagée. Seule l'approche méridienne est capable de restituer certaines des interactions entre les différentes roues constituant la machine. Nous développons une méthode méridienne basée sur la moyenne dans la direction azimutale des équations du mouvement. Suite à la procédure de moyenne des équations, deux types de termes sources apparaissent: les forces de pression d'aubages, et les fluctuations azimutales. Dans le cadre de cette thèse, les forces de pression d'aubages sont des données du problème. Les effets des fluctuations azimutales sont négligés. L'intérêt de cette approche est que la vitesse azimutale est une inconnue du problème. Notre méthode doit donc être capable de fournir un résultat compatible avec la moyenne circonférentielle des résultats d'un calcul tridimensionnel complet. La discrétisation temporelle est basée sur un schéma explicite. Pour la discrétisation spatiale, nous employons les volumes finis, et un schéma décentré utilisant une séparation des flux convectifs basée sur la valeur locale du nombre de mach. Dans un souci de cohérence avec le schéma interne, les conditions aux limites sont traitées à l'aide des relations de compatibilité. Les résultats présentés montrent d'une part la qualité du schéma numérique de résolution, et la validité de la méthode lorsque les forces de pression d'aubages sont pleinement compatibles avec la géométrie de la veine considérée. D'autres résultats illustrent le couplage entre la méthode de calcul de l'écoulement moyen, et un module permettant de déterminer les forces de pression d'aubages
Modélisation turbulente des écoulements se développant le long des aubages de turbine en présence de jets pariétaux discrets de refroidissement by Jean-Marc Maurice( Book )

2 editions published in 1993 in French and held by 4 WorldCat member libraries worldwide

Du fait de la température élevée atteinte dans les chambres de combustion, les étages de turbine doivent être refroidis. les constructeurs de moteurs d'avions doivent disposer de programmes de calcul aérothermodynamiques pour optimiser le refroidissement par film des aubages. Un modèle de turbulence simplifie, valable pour les écoulements périodiques dans les rangées de jets tridimensionnels a été développé dans le cadre d'un modèle k-epsilon bidimensionnel. L'effet des jets de refroidissement est pris en compte a la fois de manière implicite par une formulation en moyenne d'espace, et de manière explicite par l'introduction de termes-source dans les équations. Les résultats du modèle, tensions de Reynolds, flux thermique turbulent, ont été compares a des résultats dans un cas d'écoulement se développant le long d'une plaque plane avec une rangée simple de jets pariétaux. Ces comparaisons montrent un bon accord dans les zones éloignées du sillage immédiat du jet
Contribution a la compréhension des phénomènes instationnaires dans un modèle a l'air d'une pompe a hydrogène liquide by AgusRianto Ridwan( Book )

2 editions published in 1993 in French and held by 4 WorldCat member libraries worldwide

Une étude expérimentale à été réalisée dans un modèle a l'air de la turbopompe à hydrogène liquide du moteur de fusée vulcain. ce modèle, mis en œuvre par la société européenne de propulsion (S.E.P.), comporte trois étages : un étage axial, compose d'un inducteur bi-grilles et deux étages centrifuges. Les essais ont permis de caractériser l'écoulement dans la partie axiale, en particulier, dans la première grille inductrice. trois techniques de mesures sont utilisées : un capteur de pression rapide; l'anémométrie a fil chaud et l'anémométrie laser bi-points. Les mesures ont révèlé plusieurs phénomènes notamment, des zones confinées de forte surpression et dépression dans la région du bord d'attaque au carter de l'inducteur, une zone fortement tridimensionnelle en tète d'aubage, des inversions de gradients de vitesse en aval de l'inducteur et des remontées d'informations liées aux effets potentiels générés par les pales des grilles inductrices. Une étude du champ cinématique a également été réalisée en sortie du deuxième rouet centrifuge a l'aide d'une sonde a deux films croises. Les mesures ont révèlé un caractère non-homogène de l'écoulement, qui s'apparente au phénomène jet-sillage avec une zone a faible vitesse (relative a la roue) a l'extrados et a forte vitesse a l'intrados
Contribution expérimentale à l'étude des écoulements secondaires dans les organes statoriques des turbopompes centrifuges by Sahraoui Bouziane( Book )

2 editions published in 1992 in French and held by 4 WorldCat member libraries worldwide

Malgré des efforts récents, la compréhension de l'écoulement dans les turbomachines centrifuges reste bien inferieure a ce qu'elle est dans le cas des turbomachines axiales. Dans ce cadre, une étude théorique a été menée, qui a mis en évidence certaines spécificités de l'écoulement dans les turbomachines centrifuges. Il s'agit d'un modèle de calcul simple d'emploi, utilisable en mode direct et inverse. Une étude expérimentale était alors nécessaire pour valider et étalonner cette étude théorique. L'étude expérimentale menée dans le cadre de ce travail répond a ce besoin et concerne un redresseur de turbopompe. Pour ce faire dans une première phase, un concept d'essai en veine fixe simulant l'écoulement délivre par un inducteur a été élabore. Il a permis des mesures détaillées à la sonde directionnelle et des visualisations pariétales dans une maquette du redresseur. Cette première étude a permis de mettre en évidence, certaines caractéristiques importantes de l'écoulement, telles que la rotation des nappes de courant interaubes S#1, l'accumulation du fluide de faible énergie, mais une structure globale de l'écoulement a pu aussi être dégagée. Dans une seconde phase de notre travail, l'utilisation des résultats expérimentaux réalisés et l'étude théorique existante ont débouche sur la conception d'un nouveau redresseur défini sur des bases originales. ce dernier a donne lieu a une étude expérimentale sur une maquette. Les résultats obtenus montrent une bonne prédictibilité de l'écoulement a l'aide de la méthode théorique, aussi bien en mode direct qu'en mode inverse
Une méthode multidomaine/Multirésolution avec applications au couplage LES/LES et RANS/LES by Patrick Quéméré( Book )

2 editions published in 2001 in French and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

Analyse expérimentale des phénomènes instationnaires dans un compresseur multi-étages à forte charge aérodynamique by David Arnaud( Book )

2 editions published in 2003 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Ce travail s'inscrit dans le cadre d'un projet de recherche en collaboration avec SNECMA MOTEURS. La première partie de ce travail a consisté en la mise en place de la structure métrologique nécessaire à cette étude (nouvelles procédures informatiques, correction des distorsions générées sur les faisceaux laser par les accès optiques du compresseur, adaptation du procédé de synchronisation de façon à pouvoir mesurer l'ensemble des phénomènes instationnaires périodiques présents dans le compresseur). La deuxième partie de ce travail a concerné l'analyse des mesures dans différents plans inter-grilles. Le rôle important que jouent ces interactions est montré et leur structure spatiale, de type ondes tournantes, est analysée. Ces mesures constituent une importante base de données utilisables aussi bien pour la validation des codes de calcul que pour l'aide à la modélisation des phénomènes d'interaction rotor-stator
Simulation numérique des compresseurs et des turbines automobiles by Hadi Tartousi( Book )

2 editions published in 2011 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'augmentation de la puissance spécifique du moteur pour une quantité d'énergie consommée donnée, ainsi que le couple à bas régime a toujours été l'un des plus grands défis pour les constructeurs automobiles. Ce but peut être atteint en utilisant un turbocompresseur. Un turbocompresseur automobile est un petit organe entraîné par les gaz d'échappement du moteur à travers une turbine radiale qui transfère mécaniquement l'énergie cinétique au compresseur centrifuge. Le compresseur centrifuge délivre de l'air comprimé aux cylindres pour assurer une meilleure combustion. La technologie a atteint un haut niveau de raffinement, et de nombreuses améliorations ont été étudiées et dans certains cas mises en production. Une large gamme de moteurs à combustion interne et de turbocompresseurs sont disponibles, mais seulement une bonne adaptation entre ces deux composants peut produire un moteur suralimenté efficace. Pour mener à bien les calculs qui permettent d'adapter le moteur au turbocompresseur, il est nécessaire d'avoir une représentation exacte de chaque composant du turbocompresseur et une capacité à déterminer le comportement de l'ensemble du système avec tous ses composants. Dans le cadre de ce travail le compresseur et la turbine sont étudiés pour différents points de fonctionnement et à faible régime en utilisant le code CFD elsA développé par l'Onera. Le travail est divisé en deux parties. La première partie est consacrée à l'étude du compresseur centrifuge avec tous ces composants (roue, diffuseur lisse et volute). Une étude détaillée sur le développement des écoulements secondaires et de l'écoulement de jeu est présentée. La performance de la volute et son influence sur la performance globale du compresseur est également étudiée. Les performances globales du compresseur sont comparées aux mesures expérimentales effectuées à l'ECN et montrent un bon accord. La deuxième partie est consacrée sur l'étude de la turbine à géométrie variable. Seuls le distributeur et la roue sont pris en compte dans les simulations. Une analyse détaillée de l'écoulement dans la turbine est présentée pour deux positions d'ailettes à l'aide des simulations stationnaires et instationnaires
Analyse, intégration et valorisation des technologies d'aspiration d'aubages dans les compresseurs de turboréacteurs by Ankit Sachdeva( Book )

2 editions published in 2010 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

La performance du système de compression des turbomachines est limitée en grande partie par les décollements tridimensionnels; ils sont plus importants au niveau des parois internes où le fluide a tendance à décélérer dans les zones de faible impulsion. Ce travail de recherche met en œuvre l'aspiration de la couche limite afin de maîtriser les décollements dans les compresseurs. Ceci est obtenu par la mise en place de dispositifs d'aspiration sur le moyeu etle profil de l'aube afin de prélever judicieusement le fluide à faible énergie dans les couches limites et ainsi augmenter le taux de compression par étage. Cette thèse est issue de travaux de recherche réalisés conjointement avec l'Ecole Centrale de Lyon (ECL), l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) et l'ONERA. Ces travaux ont été financés par la Commission Européenne dans le cadre du programme NEWAC et l'entreprise SNECMA.Le cas test est une grille annulaire de redresseur conçu pour fonctionner avec des conditions d'entrée transsoniques. Des calculs stationnaires tridimensionnels RANS sont réalisés afin de définir la plage de fonctionnement de la grille en mettant l'accent sur l'étude des topologies d'écoulement aube-a-aube afin de comprendre la formation et la progression du décollement de coin au moyeu avec des incidences d'entrée croissantes. L'aspiration est réalisée sur le moyeu par une fente afin de mieux maîtriser les décollements tridimensionnels et ainsi accroître le taux de compression et la plage de fonctionnement. L'aspiration est sensible au débit massique aspiré; de faibles débits aspirés conduisent à des topologies d'écoulements complexes avec des performances dégradées, tandis que des débits aspirés plus élevés permettent de supprimer le décollement de coin et d'améliorer la performance à l'exception du point de plus forte incidence. L'analyse des topologies montre une recirculation de l'écoulement entre la cavité d'aspiration et la veine. Ce phénomène d'écoulement tridimensionnel très complexe influe sur la performance des aubages. Ainsi l'étude des topologies permet d'orienter le choix dans l'implémentation de systèmes conduisant à une meilleure maîtrise des écoulements.Cette stratégie d'aspiration est étudiée expérimentalement à l'EPFL où l'aspiration a été mise en œuvre au moyeu. Une nouvelle série d'études numériques réalisées avec les conditions d'entrée mesurées sur le banc d'essais associées à des hypothèses de calcul conduisent à une assez bonne concordance entre les mesures d'essais et la simulation numérique. En particulier, le décollement de coin est bien prédit par les calculs numériques.Des études théoriques ont été menées afin d'appliquer l'aspiration sur le profil de la pale et ainsi améliorer la capacité de diffusion des pales. Des études de sensibilité ont été réalisées sur divers paramètres tels que le positionnement des fentes d'aspiration et le débit aspiré qui ont conduit au choix d'une configuration finale retenue pour les essais. Des études réalisées avec de multiples et plus petites fentes d'aspiration sur le profil de la pale montrent le bien fondé de l'application d'un contrôle d'écoulement localisé sur les points critiques associés à des décollements. Ceci montre l'enjeu d'atteindre des niveaux de performance supérieurs avec des débits aspirés plus faibles
Interactions rotor-stator en turbine : étude de l'effet potentiel remontant by Veronique Penin( Book )

2 editions published in 2011 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Turbomachinery designers wish to reduce the size and weight of engines. One way of achieving this is by reducing the distance between rotor and stator elements. In doing so, the rotor-stator interaction becomes more significant. In particular, the long-range influence of pressure potential is no longer negligible, and affects both upstream and downstream flow. Previously, only downstream interactions of blade wakes were considered important. Here we examine the upstream potential effect generated by downstream moving cylindrical rods on an upstream low pressure turbine blade. A large scale rectilinear blade cascade was constructed to improve access to the boundary layer. The Reynolds number, based on the chord, was 1.6 x 105. Pressure measurements and two-dimensional Laser Doppler Anemometry around the blade were performed to study the boundary layer behavior. Recorded data points are phase averaged with the downstream moving cylindrical rods. A grid is placed upstream of the blade cascade to increase the inlet turbulence intensity. A numerical investigation, based on a laminar simulation with low velocity preconditioning method was carried out on the same configuration. The flow streamlines and the pressure distribution around the blade were found to depend strongly on the downstream rod position. No unsteady effects in the boundary layer of the pressure side were observed, for the inlet turbulence intensities used in our study. Steady experimental results revealed a boundary layer separation bubble on the blade suction side at a low turbulence intensity (Tu-in = 1.2%), whereas the boundary layer became turbulent via by-pass transition at a higher turbulence intensity (Tu-in = 4.2%).It is seen that, in the unsteady configuration, at a low turbulence intensity (Tu-in =1.8%), the laminar boundary layer experiences separation once per rod period. Two transition modes were identified that alternate during a rod period : a separation transition mode and a by-pass mode, which were conditioned by the downstream rod position. Ata higher turbulence intensity (Tu-in = 4.0%), no boundary layer separation occurred thereby following a bypass transition mode during an entire rod period. The experimental results presented here demonstrate the large influence of the downstream potential effect generated by a downstream row on the upstream blade boundary layer behavior. In order to improve the efficiency of engines, this effect and its interaction with the wake effect must be taken into account in turbomachinery design
Etude expérimentale et théorique de l'écoulement dans une turbomachine axiale transonique by Francis Leboeuf( Book )

1 edition published in 1978 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

LA DIFFICULTE DE RESOUDRE LES EQUATIONS DE MONIER STOKES RELATIVES AUX ECOULEMENTS TRIDIMENSIONNELS INSTATIONNAIRES ET VISQUEUX, LORSQU'APPARAISSENT DES ONDES DE CHOCS POUR DES NOMBRES DE MACHS ELEVES CONDUIT A RECHERCHER DES MODELES APPROXIMATIFS ACCOMPAGNES D'UN SUPPORT SEMI-EMPIRIQUE: ON CONSIDERE L'ECOULEMENT COMME ETANT STATIONNAIRE RELATIVEMENT AUX AUBAGES ADIABATIQUE ET SOUS TRANSFERT DE MASSE AVEC L'EXTERIEUR, ET ON LE DECOMPOSE EN UNE PARTIE VISQUEUSE (AU VOISINAGE DES PAROIS) ET UNE PARTIE NON VISQUEUSE. LA RESOLUTION EST FAITE PAR UNE DISCRETISATION SELON UN SCHEMA DE DIFFERENCES FINIES DECRIT PAR DANIS ET MILLOR
Modélisation des interactions rotor-stator par une méthode d'équilibrage harmonique by Thomas Guedeney( Book )

2 editions published in 2012 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Malgré les progrès faits dans les dernières décennies en CFD, les techniques RANS instationnaires pour les turbomachines multi-étages sont toujours très couteuses en temps de calcul, réduisant leur intérêt en conception industrielle. Grâce à une analyse de Fourier, les équations instationnaires de Navier-Stokes peuvent être considérées comme 2N+1 équations stationnaires couplées par un terme source. Cette approche calcule efficacement les écoulements instationnaires périodiques et montre de forts gains en terme de temps de calcul. Cependant, l'expression du terme source est algébrique, ce qui provoque des difficultés dans le calcul de l'inverse de la transformée de Fourier directe. Afin d'améliorer la robustesse et la précision de la méthode, une approche basée sur un échantillonnage temporel non-uniforme est adoptée. Pour réduire le domaine de calcul à un unique passage inter-aube des conditions aux limites de chrochronicité sont développées. Dans un premier temps, un rotor et un stator sont simules avec en une entrée du domaine de calcul une injection qui modélise le sillage de la roue directrice d'entrée. Ainsi, deux fréquences fondamentales sont vues par le rotor. L'influence du contenu fréquentiel dans le rotor (i.e. le nombre d'harmoniques de la fréquence de passage des roues et leurs combinaisons) est analysée. Les résultats sont valides contre ceux obtenus avec des simulations instationnaires classiques. Ensuite, la méthode est appliquée a deux compresseurs industriels, le compresseur transsonique ECL4 et le compresseur d'étude CREATE
Contribution au développement d'un vélocimètre global à effet Doppler en vue de l'application aux turbomachines by Hervé Buchet( Book )

2 editions published in 2002 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Research in turbomachinery requires to develop CFD code as well as experimental device. Measurements are of prime important to set testing bench and access unsteady 3D velocimetry field in rotating parts. Since 1996, DGV technique (Doppler Global Velocimetry) has been developed at ONERA-Toulouse. This technique measure frequency shift caused by Doppler effect. To be applied in turbomachinery, this new method must be compared with PIV. As a reference case, a flow which geometry is comparable to that of a compressor blade grid has been choosed. Tests have been performed at Laboratoire Aérodynamique de Supaéro in a transonic wind tunnel on an isolated profile. Wake has been characterised with the two different methods by measuring velocity average flow field. Results are promising and justify further development of the system
Simulation efficace des écoulements instationaires périodiques en turbomachines by Frédéric Sicot( Book )

2 editions published in 2009 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Many industrial applications involve flows periodic in time. Flutter prediction or turbomachinery flows are some examples. Such flows are not simulated with enough efficiency when using classical unsteady techniques as a transient regime must be by-passed. New techniques, dedicated to time-periodic flows and based on Fourier analysis, have been developed recently. These methods, called harmonic balance, cast a time-periodic flow computation in several coupled steady computations, corresponding to a uniform sampling of the period. Their efficiency allow to get a precision good enough for engineering but much faster than classical nonlinear timemarching algorithms. The present study aims at imlementing one of these, the Time Spectral Method, in the ONERA solveur elsA. It is extended to an arbitrary lagrangian/eulerian formulation to take into mesh deformation for aeroelasticity applications. New implicit algorithms are developped to improve robustness. The TSM is successfully validated on external aerodynamic applications. Turbomachinery flows necessitate complex space and time interpolations ro reduce the computational domain to a single blade passage per row regardless of its geometry. Some applications in rotor/stator interactions and aeroelasticity are presented
Modélisation aérothermique à bas nombre de Reynolds des écoulements en turbines by Nathalie Marciniak( Book )

2 editions published in 1997 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

AFIN D'AMELIORER LE RENDEMENT THERMIQUE DES TURBOREACTEURS, LES CONSTRUCTEURS AERONAUTIQUES AUGMENTENT LA TEMPERATURE EN ENTREE DE TURBINE. LES AUBAGES DE LA TURBINE HAUTE-PRESSION SONT ALORS SOUMIS A DES SOLLICITATIONS THERMIQUES DEPASSANT LES CONTRAINTES ADMISSIBLES DES MATERIAUX, CE QUI MET EN PERIL LA DUREE DE VIE DU MOTEUR. IL EST ALORS IMPORTANT DE DISPOSER D'UN OUTIL PERFORMANT POUR PREDIRE LES TRANSFERTS DE CHALEUR PARIETAUX. LES CODES DE CALCUL SONT ALORS DES SOLUTIONS ADAPTEES. LA COMPLEXITE DE L'ECOULEMENT, EN PARTICULIER SON ASPECT TURBULENT, INFLUENCE FORTEMENT LES TRANSFERTS DE CHALEUR. IL EST CLAIR QUE LA CONNAISSANCE DU REGIME DE L'ECOULEMENT ET DE L'EMPLACEMENT DE LA TRANSITION EST ALORS INDISPENSABLE POUR UNE PREDICTION CORRECTE DES FLUX DE CHALEUR A LA PAROI. PAR CONSEQUENT, L'OBTENTION D'UNE PREDICTION THERMIQUE FINE SERA LIEE A UNE MODELISATION CORRECTE DE L'ASPECT TURBULENT DE L'ECOULEMENT. DANS LE CADRE DES APPLICATIONS DE TURBINES QUI NOUS INTERESSENT, UNE APPROCHE STATISTIQUE DE LA TURBULENCE EST UTILISEE. LES MODELES CINEMATIQUES IMPLANTES DANS LE CODE NAVIER-STOKES, TRIDIMENSIONNEL, STATIONNAIRE CANARI DE L'ONERA (SUPPORT NUMERIQUE DE NOTRE TRAVAIL) SONT DES MODELES A DEUX EQUATIONS DE TRANSPORT K - A BAS NOMBRE DE REYNOLDS. POUR TRAITER L'ASPECT THERMIQUE DE LA TURBULENCE, CES MODELES SONT ASSOCIES A UN MODELE A NOMBRE DE PRANDTL TURBULENT PR#T CONSTANT. CE MODELE IMPLIQUE UNE HYPOTHESE DE SIMILITUDE QUI CONDUIT A UNE PREDICTION THERMIQUE DIRECTEMENT DEDUITE DE LA PREDICTION CINEMATIQUE DE L'ECOULEMENT. OR, DE NOMBREUSES EXPERIENCES ET SIMULATIONS NUMERIQUES DIRECTES ONT MONTRE QUE LE SCALAIRE PR#T VARIE AU SEIN DE L'ECOULEMENT. AFIN DE NOUS AFFRANCHIR DE CETTE HYPOTHESE DE SIMILITUDE, UN MODELE DE TURBULENCE THERMIQUE PLUS SOPHISTIQUE, A DEUX EQUATIONS DE TRANSPORT, A ETE DEVELOPPE. DEUX QUANTITES TURBULENTES THERMIQUES : #2 (LA VARIANCE DE LA FLUCTUATION DE TEMPERATURE) ET # (LE TAUX DE DESTRUCTION DES FLUCTUATIONS THERMIQUES) SONT ALORS TRANPORTEES. L'IMPLANTATION D'UN TEL MODELE DANS LE CODE CANARI ET SA VALIDATION, TANT SUR DES CAS FONDAMENTAUX QUE SUR DES CONFIGURATIONS DE TURBINES, ONT ETE LES OBJECTIFS PRECIS DE CETTE THESE. NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE QUE LES MODELES K - ET #2 - # DOIVENT POSSEDER DES STRUCTURES TRES SEMBLABLES AFIN D'ASSURER LA STABILITE DU CALCUL. NOUS AVONS EGALEMENT MONTRE QUE LE MODELE #2 - # CONFERE UN CARACTERE PLUS UNIVERSEL QU'UN MODELE A NOMBRE DE PRANDTL TURBULENT CONSTANT. SUR LES CONFIGURATIONS FONDAMENTALES, NOUS AVONS REMARQUE UN APPORT SIGNIFICATIF DU MODELE #2 - # QUANT A LA QUALITE DE LA PREDICTION DES FLUX DE CHALEUR TURBULENTS. POUR LES CONFIGURATIONS COMPLEXES, NOUS AVONS NOTE UNE SENSIBILITE DU MODELE #2 - # A L'EVOLUTION DU GRADIENT DE PRESSION LONGITUDINAL
Etude expérimentale des écoulements secondaires en présence de deux rangées de jets à la paroi d'une grille de turbine by Abdelali Seddini( Book )

2 editions published in 1987 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Etude du refroidissement par injection des grilles d'aubes de turbines ou de turbomachines. Etude expérimentale de l'aérodynamique
Analyse instationnaire aérothermique d'un étage de turbine avec transport de points chauds by Fabien Wlassow( Book )

2 editions published in 2012 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

In order to increase the thermodynamic efficiency of gas turbine engines, the high-pressure turbine inlet temperature has been continually increased up to reach levels of the order of magnitude of the vanes and blades melting temperatures. The ability of predicting the flow through the turbine(especially the temperature) is a key point for the design of gas turbines, especially for the uncooled ones. However, this is challenging because of the complex environment that interacts with the turbine(hot-streak migration, technological details, fluid/solid thermal coupling . . .).The aim of this work is to develop a strategy based on CFD in order to predict aerothermal fields in a high-pressure turbine as well as an analysis allowing to quantify the impact of the environment on the turbine performances. To achieve these goals, the elsA code has been used to perform unsteady simulation of a turbine stage, taking into account technological details (squealer tip, external cooling thanks to vane trailing edge cooling and rotor hub and shroud cooling cavities, fillets) and conjugate heat transfers. An analysis of the local entropy production rate was also used to compare the performances resulting from different modeling of the turbine (taking into account or not one particular technological detail) and to localize the origin of these discrepancies. The results show that the tip height and the external cooling have the greatest impact on the turbine performances. The rotor blade temperature is mainly affected by the flow coming from the combustion chamber, the external cooling and the fluid / solid thermal coupling. This work is the first step towards the realization of integrated simulations allowing to improve the accuracy of design
Modélisation des interactions instationnaires rotor-stator en turbomachine multi-étages by Fabien Bardoux( Book )

2 editions published in 2000 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'écoulement au sein des turbomachines multi-étages est assujetti à des phénomènes instationnaires de natures aléatoires et déterministes. On distingue en effet d'une part la turbulence, représentative du comportement stochastique du fluide, et d'autre part les interactions instationnaires entre les roues aubées, provoquées par la rotation de la machine. Ces interactions impliquent les sillages des aubages, les ondes de choc, et influent sur le blocage aérodynamique ou encore les transferts thermiques. Les interactions entre les rotors et les stators sont caractérisées par des échelles de temps allant de la période de rotation de la machine à plusieurs fois la plus haute fréquence de passage des aubages. Les échelles de longueur sont également diverses, variant de la circonférence de la machine à la fraction de la corde d'une aube. Toutes ces échelles de longueur et de temps s'ajoutent à celles de la turbulence. La simulation numérique des écoulements en turbomachine nécessite donc de poser plusieurs hypothèses de simplification. Pour la turbulence, les modèles de turbulence satisfaisant l'hypothèse de BOUSSINESQ sont largement employés dans l'industrie, alors que les interactions instationnaires sont souvent négligées. John. J. ADAMCZYK (réf [85-ADA]) a créé le "Système d'Equations du Canal Moyenne" (SECM) permettant de modéliser les interactions instationnaires déterministes dans le cadre d'écoulements stationnaires. Les instationnarités sont prises en compte par l'intermédiaire de corrélations déterministes à modéliser. Des modèles pour les corrélations déterministes ont été développés par ADAMCZYK et al. (réf [86-ADA] et [89-ADA]), RHIE et al. (réf [89-ADA]), HALL (réf [97-HA2]), KIRTLEY (réf [99-KIR]) et BUSBY et al. (réf [99-BUS]). Ce travail de thèse a d'abord consisté en l'analyse du SECM et des modèles de fermeture de la littérature qui lui sont associés. Un modèle, représentatif de la majorité de ces derniers, a été implanté dans un code de calcul multi-étages stationnaire industriel (CANARI-COMET développé par l'ONERA, SNECMA-Moteurs, et TURBOMECA). Pour valider celui-ci, une simulation instationnaire d'un étage de turbine transsonique (VEGA2 de l'ONERA) est analysée. Cette analyse porte tout d'abord sur les phénomènes instationnaires présents dans l'écoulement. Des instationnarités provoquant des mélanges radiaux aux répercutions stationnaires importantes sont identifiées. La moyenne temporelle de la simulation instationnaire et le résultat obtenu avec le modèle de CANARI-COMET sont ensuite comparés. Il en ressort que le modèle présente d'importantes déficiences. Une analyse complète des corrélations déterministes est réalisée à partir du résultat instationnaire et permet de confirmer la précédente conclusion. Il est établi que les défauts du modèle implanté dans CANARI-COMET sont liés à une hypothèse de base commune avec la plupart des modèles. Ceci ouvre des perspectives et des axes de recherche pour la modélisation des corrélations déterministes destinées à fermer le SECM. Ce dernier est étudié d'un point de vue de l'analyse des résultats qui en découlent. Il est montré que la procédure de moyenne ne permet pas de respecter un certain nombre de principes de la thermodynamique et que ceci doit être pris en compte
DEVELOPPEMENT D'UN CALCUL MERIDIEN APPLIQUE AUX ECOULEMENTS INCOMPRESSIBLES EN TURBOMACHINE MULTI-ETAGEE by Olivier Bergeron( Book )

2 editions published in 1994 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

LES CALCULS MERIDIENS SONT, DEPUIS LONGTEMPS, COURAMMENT UTILISES. ILS PERMETTENT DE RESTITUER LES INTERACTIONS STATIONNAIRES ENTRE LES DIFFERENTES ROUES D'UNE MACHINE MULTI-ETAGEE, VIA LA COURBURE DES LIGNES DE COURANT DANS LE PLAN MERIDIEN. LORSQUE LES EQUATIONS D'EULER OU DE NAVIER-STOKES SONT MOYENNEES EN AZIMUT, UN TERME DE FORCE D'AUBAGE ET UN TERME TRADUISANT LES VARIATIONS AZIMUTALES DE L'ECOULEMENT REEL APPARAISSENT. DANS UNE APPROCHE CLASSIQUE, L'ENSEMBLE DE CES DEUX TERMES EST IMPOSE PAR L'INTERMEDIAIRE DE LA DONNEE D'UNE DISTRIBUTION DE LA COMPOSANTE TANGENTIELLE DE LA VITESSE OU DE L'ANGLE DU VECTEUR RELATIF A L'AUBE CONSIDEREE. CES HYPOTHESES NE PERMETTENT PAS UNE COMPATIBILITE REELLE AVEC CALCUL TRIDIMENSIONNEL. L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST LE DEVELOPPEMENT D'UNE NOUVELLE APPROCHE DU CALCUL MERIDIEN BASEE SUR LA RESOLUTION DES EQUATIONS D'EULER OU DE NAVIER-STOKES MOYENNEES EN AZIMUT. LA FORCE D'AUBAGE AINSI QUE L'INFLUENCE DES VARIATIONS AZIMUTALES SONT INTRODUITES NATURELLEMENT, SANS HYPOTHESE SUPPLEMENTAIRE. CES TERMES SONT CALCULES PAR DEUX MODULES ANNEXES QUI NE SONT PAS PRESENTES DANS CE MEMOIRE. UNE APPLICATION EST PRESENTEE DANS LE CAS DES ECOULEMENTS INCOMPRESSIBLES. LE SCHEMA NUMERIQUE EST BASE SUR L'UTILISATION DE LA SEPARATION DES FLUX DE ROE ASSOCIEE A UN SCHEMA MUSCL. LE TRAITEMENT DES CONDITIONS LIMITES EST REALISE A L'AIDE DES RELATIONS DE COMPATIBILITE. DANS LE CADRE DE CETTE THESE, LA FORCE D'AUBAGE EST UNE DONNEE DU PROBLEME. DANS UN PREMIER TEMPS, UNE ETUDE MONO-DIMENSIONNELLE DU SCHEMA NUMERIQUE EN MODE INCOMPRESSIBLE EST PRESENTEE. PUIS, DES RESULTATS OBTENUS DANS DIVERSES GEOMETRIES METTENT EN EVIDENCE UNE BONNE COHERENCE AVEC D'UNE PART, DES MESURES EXPERIMENTALES ET D'AUTRE PART, UN CALCUL EULER TRIDIMENSIONNEL
Analyse numérique de l'effet du défilement des sillages liés aux interactions rotor-stator en turbomachines by Guilherme Lara Oliveira( Book )

2 editions published in 1999 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Nowadays turbomachinery studies require qualifications on several disciplines, like aerodynamic, acoustic, heat transfer, materials and structure. Evolution leading to high performance, stable, weightless machines needs invariably sharp investigation on each one of these domains. The main objective of this work is to improve understanding on unsteady phenomena related to wake passage through interblade channels of turbomachinery during its stable operating conditions. Numerical analysis was performed using an unsteady CFD tool with inlet wake-kind periodic conditions. It is a contribution to rotor-stator interaction study intending to ameliorate turbomachine performances by means of wake effects. A methodology allowing to evaluate average effects of unsteady flow produced by wakes has been developed in this thesis and then, applied to two different configurations: a subsonic axial turbine and a transonic axial compressor. Results presented here indicate that main mechanisms governing wake deformation and its decay can be explained by the kinematics of time averaged flow. Unsteady mass flow transport seems to be a function of wake velocity deficit and radial pressure gradients of time averaged flow. Finally, the developed analysis shows how wakes interaction with shock waves and boundary layers may considerably modify losses and energy transfer on turbomachinery flows
Caractérisation d'une technique d'anémométrie laser bipoint tridimensionnelle l2f-3d pour l'analyse de l'écoulement dans un compresseur axial basse-vitesse by Sabine Charpenel( Book )

2 editions published in 1998 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

LES NOUVELLES GENERATIONS DE COMPRESSEURS SE CARACTERISENT PAR DES CHARGES ET DES VITESSES DE ROTATION ELEVEES. LES ECOULEMENTS QUI S'Y DEVELOPPENT SONT FORTEMENT TRIDIMENSIONNELS, VISQUEUX ET INSTATIONNAIRES CE QUI LES REND DIFFICILES A APPREHENDER PAR LES CODES DE CALCUL. CECI SE TRADUIT AU NIVEAU EXPERIMENTAL PAR UN BESOIN DE MOYENS DE MESURE DONNANT ACCES AU CHAMP DE VITESSE TRIDIMENSIONNEL DANS LES PARTIES MOBILES. L'ANEMOMETRIE LASER BIPOINT BIDIMENSIONNELLE A CONTRIBUE A LA COMPREHENSION DES ECOULEMENTS DANS LES ROTORS, MAIS DOIT EVOLUER POUR AUTORISER LA MESURE DES CHAMPS DE VITESSE TRIDIMENSIONNELS. IL S'AGISSAIT DANS CETTE ETUDE DE METTRE EN OEUVRE UNE TECHNIQUE D'ANEMOMETRIE L2F TRIDIMENSIONNELLE. CECI A PERMIS D'IDENTIFIER LES DIFFICULTES LIEES A LA TECHNIQUE, ET A CONDUIT AU DEVELOPPEMENT D'UNE METHODE DE TRAITEMENT STATISTIQUE POUR PALIER AUX LIMITATIONS GEOMETRIQUES ET POUR PERMETTRE LA RESTITUTION DU CHAMP DE VITESSE COMPLET MALGRE L'ENREGISTREMENT NON SIMULTANE DES DONNEES NECESSAIRES A SA RECONSTITUTION. UNE VALIDATION DANS UN JET AXISYMETRIQUE A COMPLETE CETTE PREMIERE PARTIE DU TRAVAIL ET A MONTRE QUE LA DETERMINATION DE LA COMPOSANTE DE VITESSE ON-AXE (I.E. DIRIGEE SELON L'AXE DE ROTATION DU SYSTEME OPTIQUE), S'AVERAIT MOINS AISEE QUE CELLE DES DEUX AUTRES. EN PARTICULIER, ELLE N'EST MESUREE QU'AVEC UNE PRECISION ASSEZ FAIBLE ET DEVIENT INACCESSIBLE DANS LES ECOULEMENTS FORTEMENT TURBULENTS (TU>15%). PAR LA SUITE, LA METHODE A ETE APPLIQUEE A L'ETUDE DE L'ECOULEMENT DANS UN COMPRESSEUR AXIAL BASSE-VITESSE. LES VITESSES RADIALES (COMPOSANTE ON-AXE POUR LE SYSTEME OPTIQUE) OBTENUES DANS LES ZONES TRES FLUCTUANTES SONT ENTACHEES D'UNE ERREUR IMPORTANTE, CE QUI RESTREINT L'ETUDE DES ECOULEMENTS DE JEU. DANS LA ZONE SAINE, LES NIVEAUX DE LA VITESSE RADIALE DANS LES CANAUX INTER-AUBES RESTENT LA PLUPART DU TEMPS DANS LA PLAGE D'INCERTITUDES. MALGRE CELA, DES MIGRATIONS RADIALES SOUS L'EFFET DE MECANISMES NON-VISQUEUX ONT PU ETRE MISES EN EVIDENCE
 
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