Simulation aérothermique 2D et 3D des aubes de turbines

Abstract

Dans les turbomoteurs modernes, le premier étage de l'aube de turbine est exposé à des effets thermiques nocifs et agressifs qui conduisent à sa destruction. C'est pourquoi ces aubes sont protégées par trois méthodes de refroidissement interne et externe complexes différents afin d'optimiser leur travail et d'assurer leur durabilité. Ce mécanisme est lié à une compréhension approfondie du phénomène de refroidissement des aubes, en particulier le phénomène de transfert thermique. Le but de cette recherche scientifique est de fournir une compréhension approfondie du phénomène de refroidissement des aubes de turbine et des simulations numériques d'écoulement avec le phénomène d'échange thermique. Par conséquent, nous avons effectué une étude (1D) pour faciliter la compréhension des phénomènes thermique de couplage (conduction dans le solide et convection dans le fluide). Pour cela, nous avons mené une étude de trois simulations (2D et 3D) au moyen du code Fluent (model ANSYS 2020 R1) où la turbulence est prise en compte à l’aide des modèles de turbulence (k-ɛ) avec l’approche dite réalisable. La première simulation 2D sur le bord de fuite sans et avec film protecteur pour le but d’envisager l’importance du film protecteur et l’influence de quelque paramètre géométrique (angle d’incidence et angle d’injection), et on a ajouté une 2 Simulation 2D autour de l’aube de profile VKI-LS pour étudier le problème aérodynamique en appliquant les conditions de périodicité en s’approchant plus à l'expérience qui a été réalisée dans la soufflerie européenne de Belgique, VKI Rhodes-St. -Genèse. ème A la fin on a mené une simulation 3D autour de l’aube de profile Goldman de sorte que les résultats soient valides et très proches du réel problème aérodynamique et transfert thermique en vue de traiter le problème de couplage aérothermique