Soutenance de Thèse de Dorian LAHBIB – Modélisation aérodynamique et thermique des multiperforations en LES
Jeudi 17 décembre 2015 à 14h00
Thèses Cerfacs CERFACS Salle JCA, 42 avenue Gaspard Coriolis Toulouse
Résumé
La multi-perforations est un système de refroidissement fréquemment utilisé pour réduire les contraintes thermiques auxquelles les parois de la chambre de combustion sont soumises. Le principe consiste à injecter de l'air froid à travers des milliers de perforations percées dans les parois. Les simulations numériques avec résolution de l'écoulement en proche paroi sont trop coûteuses en temps de calcul de part la présence de petites échelles venant des jets. Des modèles ont été proposés pour réduire le coût du calcul dans des travaux précédents. Un modèle homogène adiabatique représentant l'aérodynamique de l'écoulement autour de la plaque, basé sur la Simulation aux Grandes Echelles d'une plaque perforée infinie a été proposé. Il a ensuite été étendu pour modéliser le comportement aérothermique de l'écoulement autour de la plaque, à partir de calculs résolus des équations de Navier Stokes moyennées. Les objectifs de cette thèse sont d'une part d'évaluer la répartition des flux de chaleur autour de la plaque prédite par le modèle homogène et de proposer un modèle pour prendre en compte l'effet de la multi-perforations sur l'écoulement. Des simulations des Grandes Echelles ont été couplées avec un code résolvant l'équation de la chaleur afin d'acquérir une connaissance approfondie de la structure de l'écoulement et de la répartition des flux de chaleur autour de la plaque. Deux configurations, à un point de fonctionnement représentatif des conditions dans les chambres ont été étudiées: deux canaux communiquent via 12 rangées de trous coniques orientés dans le sens de l'écoulement ou présentant un angle de déviation. Les données générées par les Simulation des Grandes Echelles ont été comparées au modèle homogène et une méthodologie est proposée pour pallier la mauvaise estimation du flux de chaleur induite par l'implémentation numérique. Cette méthodologie peut être étendue pour d'autres approches que l'approche homogène comme le modèle hybride qui représente des trous épaissis en fonction de la résolution du maillage par rapport au diamètre du trou. Le modèle hybride alterne entre une représentation homogène et hétérogène des trous et les résultats obtenus avec cette approche sur les deux configurations sont très encourageants.
Jury
Franck NICOUD Université de Montpellier Directeur de thèse
Antoine DAUPTAIN CERFACS Co Directeur de thèse
Pascal BRUEL Université de Pau des Pays de l’Adour Rapporteur
Marc-Paul ERRERA ONERA Rapporteur
Bruno KOOBUS Université de Montpellier Examinateur
Eric SERRE Ecole Centrale de Marseille Examinateur
