Simulation numérique bidimensionnelle du refroidissement des aubes turbines par convection interne

Abstract

Résumé Les températures imposées aux aubes des premiers étages de turbines sont généralement très élevées, celles-ci exposent ces dernières à des effets thermiques néfastes poussant les constructeurs continuellement à améliorer les techniques de refroidissement des aubes. Et pour comprendre mieux ce problème, on a fait une sémination numérique bidimensionnelle pour une aube refroidie par la technique de refroidissement interne. Donc on a développé un code de calcul sous MATLAB où il est utilisé pour mailler le domaine solide par la triangulation de Delaunay relaxée par la méthode de Lloyd à l’aide des diagrammes de Voronoi. On a discrétisé les équations de conservation dans le solide par la méthode des éléments finis, et dans le fluide par volumes finis. La simulation est divisée en deux parties, dans la première on a simulé un refroidissement partiel (sans refroidissement de bord de fuite) comparée avec le code FLUENT (model ANSYS.13) ; la deuxième partie est une simulation de refroidissement complet (avec refroidissement de bord de fuite) à travers une étude aérothermique de fluide de refroidissement interne de bord de fuite, le couplage thermique entre le solide et fluide est fait d’une manière indirecte (résoudre séparément les problèmes dans le fluide et dans le solide) par l’échange des quantités physiques(Température, flux chaleur) au niveau de l’interface entre les deux milieux d’une manière itérative jusqu’à la convergence (compatibilité thermique).