Étude et analyse des performances d'un étage compresseur centrifuge par comparaison entre simulation des écoulements en 3D et programmation 1D

Abstract

Ce travail présente une étude comparative approfondie des performances d'un étage compresseur centrifuge développé par la NASA en utilisant deux approches de modélisation différentes : la programmation unidimensionnelle (1D) et la simulation en 3D des écoulements compressibles, stationnaires, visqueux et turbulents avec modèle de turbulence K-WSST. L'étude se concentre sur l'évaluation de paramètres clés tels que la pression, le débit et la vitesse de rotation en utilisant ces deux méthodes. Les résultats obtenus sont soigneusement analysés et discutés, ce qui contribue à une meilleure compréhension du comportement des écoulements dans les étages compresseurs centrifuges. Cette étude est importante pour améliorer la conception et les performances de ces composants essentiels dans les domaines de l'aéronautique et de l'aérospatiale.

Abstract This work presents a comprehensive comparative study of the performance of a centrifugal compressor stage developed by NASA using two different modeling approaches: one- dimensional programming (1D) and three-dimensional (3D) simulation of compressible, steady, viscous, and turbulent flows with the K-WSST turbulence model. The study focuses on evaluating key parameters such as pressure, flow rate, and rotational speed using these two methods. The obtained results are carefully analyzed and discussed, contributing to a better understanding of flow behavior in centrifugal compressor stages. This study is important for improving the design and performance of these crucial components in the aerospace industry. ملخص. يقدم هذا العمل دراسة مقارنة متعمقة لأداء مرحلة ضاغط الطرد المركزي التي طورتها ناسا باستخدام نهجين مختلفين للنمذجة: البرمجة أحادية الأبعاد (1D) والمحاكاة ثلاثية الأبعاد للتدفقات القابلة للضغط الثابتة واللزجة والمضطربة مع نموذج الاضطراب K-WSST تركز الدراسة على تقييم المعلمات الرئيسية مثل الضغط ومعدل التدفق وسرعة الدوران باستخدام هاتين الطريقتين. يتم تحليل النتائج التي تم الحصول عليها ومناقشتها بعناية، مما يساهم في فهم أفضل لسلوك التدفق في مراحل ضاغط الطرد المركزي. وهذه الدراسة مهمة لتحسين تصميم وأداء هذه المكونات الأساسية في قطاعي الملاحة الجوية والفضاء الجوي.