Contrôle des écoulements

Bien souvent, les solutions de contrôle permettant de maitriser les écoulements instables dans les compresseurs sont testées pour des configurations simplifiées, et donc pas toujours représentatives des besoins industriels (compresseur multiétages fortement chargé par exemple). Grâce à des moyens de calculs hautes performances, les chercheurs du CERFACS ont pu investiguées l'écoulement dans des machines représentatives des configurations de moteurs aéronautiques (type CFM56). Le rôle des effets technologiques (écoulement de jeu en tête des aubes des rotors notamment)  sur la stabilité aérodynamique du compresseur a pu être mis en évidence et des solutions de contrôle ont ainsi pu être proposées (traitement de carter à base de rainures, de nid d'abeille, etc.). Les principales difficultés de ce type d'étude sont :
1) d'une part le coût des calculs pour prendre en compte des géométries réalistes (qui nécessite d'utiliser des centaines, voir des milliers de coeurs de calculs en parallèle),
2) d'autre part la mise en oeuvre d'une technologie de contrôle est un problème d'optimisation compliqué car il faut augmenter la stabilité de la machine sans dégrader ses performances (rendement surtout).
Un exemple est montré sur la figure ci-dessous. Il s'agit d'une simulation numérique de l'écoulement instationnaire dans un compresseur haute pression sans et avec contrôle. Le calcul et le dessin de la technologie de contrôle ont été réalisés par le CERFACS. Dans ce cas, la stabilité de la machine a été augmentée de 40%, sans perte de rendement.
 
Contacts: Guillaume Legras, Nicolas Gourdain