MODELISATION AEROTHERMIQUE A BAS NOMBRE DE REYNOLDS DES ECOULEMENTS EN TURBINES PDF Download
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AFIN D'AMELIORER LE RENDEMENT THERMIQUE DES TURBOREACTEURS, LES CONSTRUCTEURS AERONAUTIQUES AUGMENTENT LA TEMPERATURE EN ENTREE DE TURBINE. LES AUBAGES DE LA TURBINE HAUTE-PRESSION SONT ALORS SOUMIS A DES SOLLICITATIONS THERMIQUES DEPASSANT LES CONTRAINTES ADMISSIBLES DES MATERIAUX, CE QUI MET EN PERIL LA DUREE DE VIE DU MOTEUR. IL EST ALORS IMPORTANT DE DISPOSER D'UN OUTIL PERFORMANT POUR PREDIRE LES TRANSFERTS DE CHALEUR PARIETAUX. LES CODES DE CALCUL SONT ALORS DES SOLUTIONS ADAPTEES. LA COMPLEXITE DE L'ECOULEMENT, EN PARTICULIER SON ASPECT TURBULENT, INFLUENCE FORTEMENT LES TRANSFERTS DE CHALEUR. IL EST CLAIR QUE LA CONNAISSANCE DU REGIME DE L'ECOULEMENT ET DE L'EMPLACEMENT DE LA TRANSITION EST ALORS INDISPENSABLE POUR UNE PREDICTION CORRECTE DES FLUX DE CHALEUR A LA PAROI. PAR CONSEQUENT, L'OBTENTION D'UNE PREDICTION THERMIQUE FINE SERA LIEE A UNE MODELISATION CORRECTE DE L'ASPECT TURBULENT DE L'ECOULEMENT. DANS LE CADRE DES APPLICATIONS DE TURBINES QUI NOUS INTERESSENT, UNE APPROCHE STATISTIQUE DE LA TURBULENCE EST UTILISEE. LES MODELES CINEMATIQUES IMPLANTES DANS LE CODE NAVIER-STOKES, TRIDIMENSIONNEL, STATIONNAIRE CANARI DE L'ONERA (SUPPORT NUMERIQUE DE NOTRE TRAVAIL) SONT DES MODELES A DEUX EQUATIONS DE TRANSPORT K - A BAS NOMBRE DE REYNOLDS. POUR TRAITER L'ASPECT THERMIQUE DE LA TURBULENCE, CES MODELES SONT ASSOCIES A UN MODELE A NOMBRE DE PRANDTL TURBULENT PR#T CONSTANT. CE MODELE IMPLIQUE UNE HYPOTHESE DE SIMILITUDE QUI CONDUIT A UNE PREDICTION THERMIQUE DIRECTEMENT DEDUITE DE LA PREDICTION CINEMATIQUE DE L'ECOULEMENT. OR, DE NOMBREUSES EXPERIENCES ET SIMULATIONS NUMERIQUES DIRECTES ONT MONTRE QUE LE SCALAIRE PR#T VARIE AU SEIN DE L'ECOULEMENT. AFIN DE NOUS AFFRANCHIR DE CETTE HYPOTHESE DE SIMILITUDE, UN MODELE DE TURBULENCE THERMIQUE PLUS SOPHISTIQUE, A DEUX EQUATIONS DE TRANSPORT, A ETE DEVELOPPE. DEUX QUANTITES TURBULENTES THERMIQUES : #2 (LA VARIANCE DE LA FLUCTUATION DE TEMPERATURE) ET # (LE TAUX DE DESTRUCTION DES FLUCTUATIONS THERMIQUES) SONT ALORS TRANPORTEES. L'IMPLANTATION D'UN TEL MODELE DANS LE CODE CANARI ET SA VALIDATION, TANT SUR DES CAS FONDAMENTAUX QUE SUR DES CONFIGURATIONS DE TURBINES, ONT ETE LES OBJECTIFS PRECIS DE CETTE THESE. NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE QUE LES MODELES K - ET #2 - # DOIVENT POSSEDER DES STRUCTURES TRES SEMBLABLES AFIN D'ASSURER LA STABILITE DU CALCUL. NOUS AVONS EGALEMENT MONTRE QUE LE MODELE #2 - # CONFERE UN CARACTERE PLUS UNIVERSEL QU'UN MODELE A NOMBRE DE PRANDTL TURBULENT CONSTANT. SUR LES CONFIGURATIONS FONDAMENTALES, NOUS AVONS REMARQUE UN APPORT SIGNIFICATIF DU MODELE #2 - # QUANT A LA QUALITE DE LA PREDICTION DES FLUX DE CHALEUR TURBULENTS. POUR LES CONFIGURATIONS COMPLEXES, NOUS AVONS NOTE UNE SENSIBILITE DU MODELE #2 - # A L'EVOLUTION DU GRADIENT DE PRESSION LONGITUDINAL.
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AFIN D'AMELIORER LE RENDEMENT THERMIQUE DES TURBOREACTEURS, LES CONSTRUCTEURS AERONAUTIQUES AUGMENTENT LA TEMPERATURE EN ENTREE DE TURBINE. LES AUBAGES DE LA TURBINE HAUTE-PRESSION SONT ALORS SOUMIS A DES SOLLICITATIONS THERMIQUES DEPASSANT LES CONTRAINTES ADMISSIBLES DES MATERIAUX, CE QUI MET EN PERIL LA DUREE DE VIE DU MOTEUR. IL EST ALORS IMPORTANT DE DISPOSER D'UN OUTIL PERFORMANT POUR PREDIRE LES TRANSFERTS DE CHALEUR PARIETAUX. LES CODES DE CALCUL SONT ALORS DES SOLUTIONS ADAPTEES. LA COMPLEXITE DE L'ECOULEMENT, EN PARTICULIER SON ASPECT TURBULENT, INFLUENCE FORTEMENT LES TRANSFERTS DE CHALEUR. IL EST CLAIR QUE LA CONNAISSANCE DU REGIME DE L'ECOULEMENT ET DE L'EMPLACEMENT DE LA TRANSITION EST ALORS INDISPENSABLE POUR UNE PREDICTION CORRECTE DES FLUX DE CHALEUR A LA PAROI. PAR CONSEQUENT, L'OBTENTION D'UNE PREDICTION THERMIQUE FINE SERA LIEE A UNE MODELISATION CORRECTE DE L'ASPECT TURBULENT DE L'ECOULEMENT. DANS LE CADRE DES APPLICATIONS DE TURBINES QUI NOUS INTERESSENT, UNE APPROCHE STATISTIQUE DE LA TURBULENCE EST UTILISEE. LES MODELES CINEMATIQUES IMPLANTES DANS LE CODE NAVIER-STOKES, TRIDIMENSIONNEL, STATIONNAIRE CANARI DE L'ONERA (SUPPORT NUMERIQUE DE NOTRE TRAVAIL) SONT DES MODELES A DEUX EQUATIONS DE TRANSPORT K - A BAS NOMBRE DE REYNOLDS. POUR TRAITER L'ASPECT THERMIQUE DE LA TURBULENCE, CES MODELES SONT ASSOCIES A UN MODELE A NOMBRE DE PRANDTL TURBULENT PR#T CONSTANT. CE MODELE IMPLIQUE UNE HYPOTHESE DE SIMILITUDE QUI CONDUIT A UNE PREDICTION THERMIQUE DIRECTEMENT DEDUITE DE LA PREDICTION CINEMATIQUE DE L'ECOULEMENT. OR, DE NOMBREUSES EXPERIENCES ET SIMULATIONS NUMERIQUES DIRECTES ONT MONTRE QUE LE SCALAIRE PR#T VARIE AU SEIN DE L'ECOULEMENT. AFIN DE NOUS AFFRANCHIR DE CETTE HYPOTHESE DE SIMILITUDE, UN MODELE DE TURBULENCE THERMIQUE PLUS SOPHISTIQUE, A DEUX EQUATIONS DE TRANSPORT, A ETE DEVELOPPE. DEUX QUANTITES TURBULENTES THERMIQUES : #2 (LA VARIANCE DE LA FLUCTUATION DE TEMPERATURE) ET # (LE TAUX DE DESTRUCTION DES FLUCTUATIONS THERMIQUES) SONT ALORS TRANPORTEES. L'IMPLANTATION D'UN TEL MODELE DANS LE CODE CANARI ET SA VALIDATION, TANT SUR DES CAS FONDAMENTAUX QUE SUR DES CONFIGURATIONS DE TURBINES, ONT ETE LES OBJECTIFS PRECIS DE CETTE THESE. NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE QUE LES MODELES K - ET #2 - # DOIVENT POSSEDER DES STRUCTURES TRES SEMBLABLES AFIN D'ASSURER LA STABILITE DU CALCUL. NOUS AVONS EGALEMENT MONTRE QUE LE MODELE #2 - # CONFERE UN CARACTERE PLUS UNIVERSEL QU'UN MODELE A NOMBRE DE PRANDTL TURBULENT CONSTANT. SUR LES CONFIGURATIONS FONDAMENTALES, NOUS AVONS REMARQUE UN APPORT SIGNIFICATIF DU MODELE #2 - # QUANT A LA QUALITE DE LA PREDICTION DES FLUX DE CHALEUR TURBULENTS. POUR LES CONFIGURATIONS COMPLEXES, NOUS AVONS NOTE UNE SENSIBILITE DU MODELE #2 - # A L'EVOLUTION DU GRADIENT DE PRESSION LONGITUDINAL.
Author: Jo͏̈rg Uwe Schlu͏̈ter Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 186
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Les simulations aux grandes échelles sont devenues un outil de base pour la recherche de turbulence. La plupart des investigations LES traitent des écoulements à bas nombre de Reynolds et ont une discrétisation spatiale élevée, ce qui a comme conséquence des coûts de calcul élevés. Pour rendre la LES applicable aux cas industriels, les possibilités de fournir des LES avec de bas coûts de calculs sur des écoulements à nombre de Reynolds élevés doivent être étudiées. Le régime d'écoulement d'une turbine à gaz industrielle est dominé par plusieurs phénomènes d'écoulements. L'injection de carburant sous la forme d'un jet dans l'écoulement transversal et l'écoulement vrillé entrant dans une chambre de combustion sont deux configurations génériques représentatives des écoulements rencontrés dans des brûleurs de turbines à gaz. Afin de prouver la capacité de la LES de traiter ces phénomènes d'écoulement, deux investigations numériques ont été faites pour reproduire les résultats des études expérimentales. Le premier traite le JICF. Dans le second cas (écoulement vrillé), l'approximation axisymétrique est examinée en détail en la comparant à un calcul LES 3D complet et aux données expérimentales. Dans la dernière étape, après avoir examiné quelques détails du brûleur, toute les parties du brûleur qui ont été étudiées comme objets isolés sont réunies et un calcul d'un segment de 20° du brûleur est fait. La séparation de l'écoulement sur les ailettes et le mélange entre air et jet de carburant sont quantifiées à l'aide des résultats LES. En conclusion, on propose des modifications de brûleur et leurs effets sont discutés. L'objectif est d'éviter la formation des structures à grande échelle dans la chambre de combustion, qui sont suspectées d'être une source des instabilités de combustion.
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L'objectif de cette thèse est d'évaluer des modèles de turbulence pour la simulation des écoulements de turbomachines. Des modèles à deux équations de transport k-e, k-l et k-w à bas nombre de Reynolds sont étudiés. Un modèle k-l non linéaire quadratique est également mis en oeuvre. Nous analysons la capacité des modèles de turbulence à deux équations de transport à prédire les écoulements se développant dans les turbomachines et les sillages qui en résultent. Le comportement des modèles est alors étudiées pour une configuration tridimensionnelle instationnaire, en présence d'interactions rotor-stator. Les sillages issus des aubes amont sont reproduits par un modèle de sillage défilant. Cette analyse est menée en terme de qualité de prédiction mais également en terme de comportement numérique. Des configurations de turbines et de compresseur sont étudiées.
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Les gains en performances des moteurs aéronautiques obtenus par l'élévation de la température d'entrée turbine requièrent une hausse de l'efficacité du refroidissement des aubes, assuré par l'écoulement d'air frais sous haute pression dans des circuits internes. La conception des aubes nécessite alors de disposer d'outils de prévision des échanges convectifs internes, fiables et aux temps de rendu courts. Cette thèse a été consacrée au développement de méthodologies de calcul RANS adaptées à cette problématique à partir de la plateforme de calcul CEDRE de l'Onera qui traite des maillages non structurés. La modélisation des tensions de Reynolds et des flux turbulents d'enthalpie dans les zones dites haut et bas-Reynolds a été étudiée. On s'est notamment intéressé aux approches récentes offrant les meilleures perspectives de rapport qualité/coûts. Ainsi, des modèles à équations de transport reposant sur une viscosité turbulente, des modèles explicites algébriques d'ordre 2 et des lois de paroi numériques ont été évalués sur leurs capacités à rendre compte des effets de la rotation ou de la courbure des écoulements sur l'anisotropie de la turbulence et des conséquences de ces effets sur les échanges convectifs. La validation de ces modèles s'est basée sur les données des bancs d'essai MERCI et BATHIRE de l'Onera et celles issues du projet européen ERICKA. Des résultats prometteurs ont été obtenus avec un modèle aux tensions de Reynolds explicite algébrique et un modèle de flux turbulents d'enthalpie basé sur une hypothèse de Gradient-Diffusion généralisé. Enfin, la méthodologie développée a été appliquée avec succès sur un cas d'aube réelle du motoriste Snecma.
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LES TRANSFERTS THERMO-CONVECTIFS ASSOCIES A LA CLIMATISATION D'UN LOCAL DE GRAND VOLUME SONT ETUDIES NUMERIQUEMENT. LE MODELE DE TURBULENCE - A BAS NOMBRE DE REYNOLDS DE LAUNDER ET SHARMA A ETE INTEGRE DANS LE CODE DE CALCUL PHOENICS. UNE ETUDE PHENOMENOLOGIQUE DE L'INFLUENCE DES DIFFERENTS PARAMETRES CARACTERISTIQUES DE LA VENTILATION D'UN LOCAL SIMPLE DE GRAND VOLUME EN CONDITIONNEMENT D'AIR CHAUFFE OU REFROIDI A ETE MENEE. L'ETUDE DES PRINCIPAUX ECOULEMENTS QUI INTERAGISSENT DANS UN LOCAL DE GRAND VOLUME A ETE DECOUPLEE POUR EVALUER LES PERFORMANCES DU MODELE DE TURBULENCE A FAIBLE NOMBRE DE REYNOLDS: D'UNE PART, DIFFERENTS ECOULEMENTS DE CONVECTION MIXTE DE JET ET, D'AUTRE PART, UNE CONFIGURATION DE CONVECTION NATURELLE REPRESENTEE PAR UNE CAVITE DIFFERENTIELLEMENT CHAUFFEE. DANS LE CAS DE LA CAVITE DIFFERENTIELLEMENT CHAUFFEE DE RAPPORT DE FORME UNITE ET UN NOMBRE DE RAYLEIGH DE 10#1#0, LA COMPARAISON DES DIFFERENTS MODELES DE TURBULENCE - MONTRE UN ACCORD GLOBALEMENT SATISFAISANT. LA VERSION A BAS NOMBRE DE REYNOLDS AMELIORE LES RESULTATS LORSQUE LA SIMULATION DIRECTE DE LA TURBULENCE EST PRISE POUR REFERENCE. L'ETUDE DES JETS MONTRE LE BON COMPORTEMENT DES MODELES DE TYPE - POUR LES ECOULEMENTS DE JETS ISOTHERMES ET LES PANACHES EN AMBIANCE NEUTRE. DANS LE CAS DES JETS SOUFFLES VERTICALEMENT DANS UNE AMBIANCE STABLE LINEAIREMENT STRATIFIEE, UN BON ACCORD EST TROUVE AVEC DES RESULTATS EXPERIMENTAUX SUR LA HAUTEUR DE CULMINATION DANS LA GAMME DE GRAND NOMBRE DE FROUDE ET FORTE STRATIFICATION. L'APPLICATION DU MODELE DE TURBULENCE A LA CLIMATISATION DES LOCAUX DE GRAND VOLUME DONNE DES STRUCTURES D'ECOULEMENT TRES DIFFERENTES SELON LES VALEURS DES PARAMETRES CARACTERISTIQUES TELS QUE LE DEBIT DE SOUFFLAGE, L'ANGLE SOLIDE D'INJECTION DE L'AIR, LE POSITIONNEMENT ET L'ESPACEMENT D'UNE DISTRIBUTION REGULIERE DES AEROTHERMES AINSI QUE LA TEMPERATURE DE L'AIR VENTILE
Author: D Brian Spalding Publisher: Elsevier ISBN: 1483188175 Category : Reference Languages : en Pages : 393
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Genmix: A General Computer Program for Two-dimensional Parabolic Phenomena explains a computer program called GENMIX. The main intention of the program is to be used as a tool of instructions. The name of the program is a mixture of two considerations: its generality and its concern for mixing processes. The book aims to help the potential user to understand the physical and mathematical basis of the topic computer program. It is also the aim of the book to make the program applicable to practical problems. The book is arranged in such a way as to parallel a course of lectures and associated computer-workshop sessions wherein the student is allowed to do some elementary computations as soon as he has gained some knowledge of the method. The book contains the mathematical, physical, and computer-coding aspects of the program. Concepts such as the boundary layer, two-dimensional, and steady- flow are defined and discussed in depth. The text will be a useful tool for computer instructors and students.
Author: NATHALIE.. MARCINIAK
Author: NATHALIE.. MARCINIAK
Author: Jo͏̈rg Uwe Schlu͏̈ter
Author: Cédric Dano
Author: Florian Guillou
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Author: D Brian Spalding
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Author: Suhas V. Patankar
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