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Propulsion efficace – plus économique et plus écologique

La turbine haute pression (HP) utilisée dans la propulsion d'avions est une structure complexe dont la conception implique l'étude de la consommation de carburant, le coût, le poids et les émissions, entre autres. Ces éléments sont directement liés à la durée de vie de la pale et à l'efficacité de la turbine HP, lesquelles dépendent à leur tour des flux complexes d'air et de chaleur au sein de la turbine même.
Propulsion efficace – plus économique et plus écologique
Pour améliorer les méthodes de modélisation de la dynamique des fluides computationnelle (DFC) utilisées dans la conception des turbines HP, il convient de comprendre le phénomène complexe d'aérothermie généré dans les turbines. Le projet TATEF2 («Turbine aero-thermal external flows 2») financé par l'UE a été réalisé pour étudier les débits d'air et de chaleur externes les plus importants afin de créer une base de données permettant de meilleures méthodes DFC et donc optimisant le processus de conception pour une meilleure efficacité à un coût et un risque d'échec moindres.

Tout d'abord, les chercheurs ont évalué l'efficacité aérothermique et les pertes liées à la distorsion de la température d'admission et aux effets de tourbillon d'air d'admission. Ils ont ensuite développé cette étude en réalisant des mesures haute fiabilité de l'efficacité des turbines HP pour la première fois et ont pu déterminer la cause principale de la perte de turbine. Ils ont en outre réalisé des études de refroidissement des films à l'aide de techniques de thermographie à infrarouge optique permettant une excellente résolution thermique et locale impossible jusqu'alors. Les études ont également conduit à la création de deux bases de données de caractéristiques des performances d'aérothermie d'un film de refroidissement pour valider les méthodes DFC et développer la compréhension de la physique des liquides.

Enfin, les chercheurs ont amélioré le code DFC sur la base d'études antérieures, améliorant les calculs pour les turbulences et le transfert de chaleur, ce dernier ayant permis de réduire d'un tiers le temps de calcul.

En résumé, le projet TATEF2 a permis de mieux comprendre l'aérodynamique complexe et du transfert thermique dans le refroidissement de film de base et du comportement de la turbine HP pour d'importantes améliorations au niveau des méthodes de modélisation DFC. Outre de meilleures performances des aéromoteurs, la mise en œuvre des résultats devrait diminuer l'impact environnemental du transport aérien qui contribue actuellement de manière importante au réchauffement planétaire. Les déplacements aériens plus écologiques profiteront aussi bien aux clients qu'à l'industrie et à la planète.

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