Étude de simulation numérique de la couche limite sur les aubes stator haute pression refroidies

Abstract

Résumé Les étages des turbines à grandes puissances sont dotés d’un circuit de refroidissement leur permettant à fonctionner à des températures des gaz chauds relativement élevées. L’objectif de cette étude est de mener une simulation numérique bidimensionnelle de la couche limite dynamique et thermique sur les aubes turbine afin de développé une code de calcul par le langage Fortran Power station(version 90), pour cela on a adopté une méthode qui étudie en premier lieu l’écoulement non visqueux par le schéma centré des équation d’Euler avec dissipation artificielle scalaire à l’aide de la méthode des volumes finis (FVM) afin de tirer la vitesse et la pression de ce fluide. Ensuite on introduit la couche limite avec gradient de pression par la méthode intégrale pour qu’on puisse trouver le coefficient de frottement et le nombre de Stanton qui sont vitale pour aboutir à la conception des aubes turbine. Enfin on compare nos résultats de modélisation avec la simulation numérique par Ansys-Fluent (Ansys 18.2).

ABSTRACT The stages of high power turbines have a cooling circuit enabling them to operate at relatively high temperatures of the hot gases. The objective of this study is to conduct a two-dimensional numerical simulation of the dynamic and thermal boundary layer on the turbine blades in order to develop a computation code by the Fortran Power station language (version 90), for which we adopted a method that firstly study the non-viscous flow by the centered scheme of the Euler equation with scalar artificial dissipation using the finite volume method (FVM) to derive the velocity and pressure of this fluid. Then we introduce the boundary layer with pressure gradient by the integral method to find the coefficient of friction and the number of Stanton that are vital to lead to the design of turbine blades. Finally, we compare our modeling results with numerical simulation by Ansys-Fluent (Ansys18.2).