Skip to Main content Skip to Navigation
Theses

Numerical simulation and modelling of entropy noise in nozzle and turbine stator flows

Résumé : L'étude du bruit de combustion est motivée par l'augmentation de sa contribution relative au bruit émis par les moteurs aéronautiques actuels, ainsi que par son impact sur la conception de chambres de combustion à basse émission de NOx. Le bruit entropique est une source de bruit de combustion indirect générée par l'accélération de perturbations entropiques à travers les tuyères et les étages de turbine à l'aval de la chambre de combustion. Cette étude porte sur la simulation numérique et la modélisation du bruit entropique à travers une tuyère et un stator de turbine. Dans un premier temps, le bruit entropique est simulé dans une tuyère avec un code CAA (Computational AeroAcoustics) afin de valider un modèle 2D existant sous des hypothèses similaires. Les niveaux de bruit entropique et de diffusion acoustique obtenus par les deux méthodes sont en accord. Leur comparaison au bruit estimé par des modèles compacts et 1D montre que les effets bi-dimensionnels sont significatifs. De plus, de la vorticité induite par l'accélération de perturbations entropiques est identifiée, mais celle-ci ne contribue pas significativement au bruit généré. Une géométrie de stator de turbine haute pression est ensuite étudiée en 2D. Le modèle pour les tuyères 2D est étendu à ces configurations, héritant de certaines de ses hypothèses. L'étude de celles-ci montre que l'impact de la vorticité et des variations azimutales des fluctuations acoustiques, négligées par le modèle, est significatif. Ces hypothèses devront être relaxées lors de développements futurs. Les calculs CAA permettent également de caractériser la génération de bruit entropique sous hypothèses simplificatrices avec à la fois des champs porteurs Euler et RANS. Une étude plus approfondie du cas RANS est nécessaire pour sa validation, ainsi que pour mieux comprendre le rôle de la couche limite dans la génération du bruit entropique. Enfin, un canal de stator est étudié par des calculs ZDES (Zonal Detached Eddy Simulation) afin d'examiner les effets 3D et visqueux sur le bruit généré. La tri-dimensionnalité de l'écoulement est mise en évidence et les perturbations sont post-traitées en portant une attention particulière au filtrage des fluctuations hydrodynamiques et aux réflexions en parois. Les résultats obtenus par la CAA et la ZDES sont comparables, ce qui indique que la tri-dimensionnalité et la viscosité de l'écoulement ont un effet limité sur le bruit entropique généré dans un stator de turbine.
Complete list of metadatas

Cited literature [197 references]  Display  Hide  Download

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02502876
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Monday, March 9, 2020 - 3:46:09 PM
Last modification on : Friday, June 26, 2020 - 2:32:11 PM
Document(s) archivé(s) le : Wednesday, June 10, 2020 - 3:56:01 PM

File

74822_EMMANUELLI_2019_archivag...
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02502876, version 1

Collections

Citation

Ariane Emmanuelli. Numerical simulation and modelling of entropy noise in nozzle and turbine stator flows. Acoustics [physics.class-ph]. Université Paris-Saclay, 2019. English. ⟨NNT : 2019SACLC067⟩. ⟨tel-02502876⟩

Share

Metrics

Record views

158

Files downloads

83