Validation of a 3D contact algorithm for the study of blade-tip/casing contacts in turbomachines

Résumé : Afin d'optimiser le rendement des turbomachines aéronautiques, les concepteurs cherchent à réduire les pertes aérodynamiques entre les différents étages de la structure. Ces pertes sont directement liées aux jeux entre les parties tournantes et fixes qui sont donc réduits au minimum. La contre-partie de cette optimisation réside dans le fait que les contacts entre parties tournantes (rotor) et statiques (stator) deviennent plus fréquents. Parmi les phénomènes d'interaction rotor/stator pouvant être créés par ces contact, citons le problème d'interaction modale dont les conséquences peuvent être critiques pour l'intégrité de la turbomachine. Ce papier présente la validation d'un algorithme de contact 3D utilisé pour la simulation de telles interactions rotor/stator dans une configuration non-accidentelle. Cet algorithme de contact repose sur un schéma temporel explicite (différences finies centrées) et l'utilisation de la méthode des multiplicateurs de Lagrange pour le traitement du contact, qui permet notamment de respecter les conditions de non-pénétrabilité. Cet algorithme de contact est validé par comparaison à deux autres codes de contact: (1) un algorithme avec schéma d'intégration temporelle implicite et traitant le contact à l'aide de la méthode du bi-potentiel; (2) un code industriel, ANSYS. Les résultats obtenus mettent en évidence la qualité de l'algorithme proposé dont il est également montré qu'il permet la conservation de l'énergie totale du système. À la fin de l'étude, un cas d'application est détaillé: l'algorithme de contact est utilisé pour simuler un cas de contact aube/carter avec des modèles éléments finis 3D.
Type de document :
Communication dans un congrès
8th IFToMM International Conference on Rotordynamics, Sep 2010, Séoul, South Korea. 2010
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https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00533382
Contributeur : Alain Batailly <>
Soumis le : vendredi 5 novembre 2010 - 20:09:03
Dernière modification le : dimanche 10 juillet 2016 - 20:45:09
Document(s) archivé(s) le : dimanche 6 février 2011 - 03:04:06

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  • HAL Id : hal-00533382, version 1

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Alain Batailly, Benoit Magnain, Mathias Legrand, Christophe Pierre. Validation of a 3D contact algorithm for the study of blade-tip/casing contacts in turbomachines. 8th IFToMM International Conference on Rotordynamics, Sep 2010, Séoul, South Korea. 2010. <hal-00533382>

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