Simulation des écoulements turbulents compressibles par une ...

Troisième partie
3.1.6 Tête de chambre de combustion
Nous terminons les calculs d'écoulements incompressibles par un écoulement dans une configuration
géométrique complexe. Ce cas justifie pleinement l'utilisation de maillages non structurés. Nous nous
intéressons au problème industriel du calcul de l'écoulement à l'intérieur d'une tête de chambre de
combustion d'un moteur d'avion développé par la SNECMA. La prédiction correcte des zones de
recirculation est cruciale car elle conditionne le champ dynamique à l'amont de la chambre de
combustion.
Description de la configuration industrielle
Schématiquement, les turboréacteurs peuvent se décomposer en trois zones: une zone de
compression, une zone de combustion et une zone de détente. Après son passage dans la zone de
compression, l'air sous haute pression entre dans les têtes de chambre qui le répartissent entre les
différentes entrées de la chambre de combustion et un circuit de refroidissement chargé de refroidir la
chambre de combustion. La géométrie de la tête de chambre est présentée sur la figure 3.30. Les
sorties (1) et (2), appelées contournements internes et externes, ainsi que la sortie (3) débouchent
dans la chambre de combustion, tandis que les sorties (4) et (5) débouchent dans le circuit de
refroidissement. Les carénages, appelés casquettes, créent des zones de recirculation qui répartissent
les débits dans les différentes sections de sortie. Ces têtes de chambres sont disposées de façon
régulière autour de l'axe de symétrie du moteur. Pour se ramener à un problème bidimensionnel,
compatible avec notre approche numérique, il a été nécessaire de faire une approximation
axisymétrique. Pour cela, les calculs sont effectués dans un plan médian passant par l'axe de symétrie
et les débits dans les différentes sections sont répartis uniformement à travers des sections
équivalentes.
Conditions de calcul
La géométrie de la tête de chambre est présentée sur la figure 3.31. Les calculs sont effectués sur un
maillage, construit par la SNECMA, de 2734 noeuds. Les variables sont rendues sans dimension par
la longueur du canal d'entrée et la vitesse à l'entrée de ce canal. Le nombre de Reynolds expérimental
est de l'ordre de iO7.
En entrée, on impose des valeurs uniformes pour toutes les variables. Pour les quantités turbulentes,
on utilise une hypothèse d'écoulement turbulent établi en conduite avec une fluctuation de vitesse de
l'ordre de 1% et un Reynolds turbulent de l'ordre de 500:
p=1, u=l, v=0, k=0.03, Rt=500
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