Cerfacs Entrez dans le monde de la haute performance...

Simulations aux Grandes Echelles pour la prédiction des écoulements d'étages de turbines

 ,

Niveau requis : Ingénieur / master recherche ou équivalent
Date de début : 1 février 2017
Durée de la mission : 6 mois
Date limite des candidatures : 1 avril 2017
Rémunération : 650 € / mois

Required Education / Niveau requis

Formation ingénieur, master ou équivalent

From / Date de début

Février-Avril 2015

Duration / Durée

6 mois

 

Context / Contexte

Les transferts de chaleur fluide/structure sont un des points clés pour la conception aéro‐thermo‐mécanique de nombreux systèmes industriels. C'est notamment le cas pour la mise au point des moteurs aéronautiques dans lesquels les matériaux doivent résister aux sollicitations thermiques sévères qui proviennent de l'énergie libérée dans la chambre de combustion. Pour garantir la tenue mécanique des parties chaudes en rotation, telles que les pales de la turbine, des simulations avancées s'avèrent nécessaires afin de prédire au plus près le mélange entre les gaz chauds et frais lors de leur passage au travers de l'étage. Dans cette optique, et afin de préparer les modèles CFD de demain qui pourront entrer dans la phase de conception de l'industriel partenaire du CERFACS qu'est SAFRAN, ce sujet se propose d'aborder la Simulation aux Grandes Echelles (SGE ou LES en anglais) et d'en évaluer la capacité dans le contexte du projet Européen FACTOR. La question d'intérêt principal sera ici de chiffrer l'impact, sur les prédictions, des modifications géométriques nécessaires pour rendre de telles simulations abordables à l'industriel.

 

Description / Description

Suite aux travaux récents menés autour de la SGE massivement parallèle (http://cerfacs.fr/logiciels-de-simulation-pour-la-mecanique-des-fluides), le CERFACS est maintenant capable de traiter la problématique des écoulements présents dans les parties tournantes des turbomachines. Néanmoins, du fait des nombres de pales des différentes grilles d'une turbine qui sont le plus souvent premiers entre eux, il serait nécessaire de simuler l'étendue azimutale complète (360°) pour rester au plus près de la physique de ces écoulements. Or, actuellement, le coût associé à un tel calcul s'avère prohibitif ou, du moins, pas encore justifié. Ainsi, pour une première utilisation dans les moteurs réels de Safran Helicopter Engines, des hypothèses fortes doivent être mises en place pour réduire ce coût. La question posée aujourd'hui est donc : quel est l'impact, sur les phénomènes physiques simulés, des modifications géométriques apportées de manière à réduire le nombre d'aubes calculées ?

 

Afin de répondre à cette problématique majeure pour l'industriel, le stagiaire s'appuiera sur les simulations LES déjà disponibles au CERFACS de l'étage FACTOR. Sur cette base, diverses modifications seront proposées afin de générer un ensemble de prédictions LES, d'en extraire l'information d'intérêt par rapport à la référence et de répondre à la question de départ.

 

Au cours de cette formation, l’étudiant aura à apprendre la SGE avec les chercheurs du CERFACS et sera responsable des simulations de validation à faire dans le contexte d’une collaboration avec Safran Helicopter Engines. En fonction de l’avancement, plusieurs options seront envisagées et discutées en lien avec le partenaire industriel.

 

Contacts / Contacts

Name: Gicquel Laurent
   Phone: 05-61-19-30-46
   Fax: 05-61-19-30-00   
Email: lgicquel@cerfacs.fr

Name: Florent Duchaine   
Phone: 05 61 19 30 73   
Fax: 
                           Email: duchaine@cerfacs.fr

Rémunération : 650 € / mois