SIMULATION NUMERIQUE ET MODELISATION<br />DE L'ECOULEMENT AUTOUR DES PAROIS MULTI-PERFOREES - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2007

SIMULATION NUMERIQUE ET MODELISATION
DE L'ECOULEMENT AUTOUR DES PAROIS MULTI-PERFOREES

Résumé

Effusion cooling is commonly used to cool the combustion chamber liners in aeronautical gas tur bines. The principle is to drill in the liners thousands of perforations through which cooling air is injected inside the combustion chamber. In 3-D combustion chambers computations, the resolution of the flow near the perforated walls is too expensive in terms of computational cost. The objective of this work is to propose a practical model to account for effusion cooling in industrial computations of the fiow inside and outside the combustion chamber. Large Eddy Simulations have been performed in order to get a deeper understanding of the flow around a multi-perforated plate. The configuration of interest is an infinite perforated plate, the computational domain being reduced to a box containing only one per foration and including both sides of the plate. A specific strategy to generate and maintain the flow in such a configuration has been developed for isothermal cases first, and then extended to non-isothermal cases. The data from these Large Eddy Simulations have been analyzed in order to focus the modeling effort on the most important phenomena for effusion cooling. This work has allowed the development of an adiabatic model now commonly used for combustion chambers computations at CERFACS, in the CFD-Combustion team.
La multi-perforation est un systeme de refroidissement couramment utilise pour refroidir les parois des chambres de combustion des turbines a gaz aeronautiques. Le principe est de percer dans ces parois des milliers de petites perforations par lesquelles de l'air de refroidissement est injecte a l'interieur de la chambre. Lors de simulations numeriques de chambre de combustion, la resolution de l'ecoulement pres de ces parois multi-perforees est trop couteuse en temps de calcul. C'est pourquoi l'objectif de cette these est de proposer un modele prenant en compte l'effet de la multi-perforation sur l'ecoulement dans la chambre de combustion et a l'exterieur, dans le contournement. En vue de la modelisation, des Simulations des Grandes Echelles ont ete realisees afin d'acquerir une connaissance approfondie de
l'ecoulement autour des parois multi-perforees. La configuration d'etude est celle d'une paroi perforee d'extension infinie, representee par une unique perforation dans un domaine periodique incluant les deux cotes de la paroi. Une methode specifique pour generer l'ecoulement a la fois dans la perforation et des deux cotes de la paroi a ete developpee dans le cas isotherme puis adapte au cas anisotherme. Les donnees ainsi generees ont permis d'orienter le travail de modelisation vers les aspects les plus importants de l'ecoulement de multi-perforation. Ce travail de these a abouti a l'ecriture d'un modele adiabatique de multi-perforation maintenant couramment utilise dans l'equipe CFD-Combustion du CERFACS.
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Dates et versions

tel-00339810 , version 1 (19-11-2008)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00339810 , version 1

Citer

Simon Mendez. SIMULATION NUMERIQUE ET MODELISATION
DE L'ECOULEMENT AUTOUR DES PAROIS MULTI-PERFOREES. Dynamique des Fluides [physics.flu-dyn]. Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00339810⟩
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