Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique - UMR 5509

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Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique
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Analyse et Modélisation des phénomènes aéroélastiques non-synchrones dans un compresseur axial multi-étage

Thématique 2 - Aéroélasticité et Couplage Acoustique
Période 23/01/2017-22/01/2020
Contact(s) AUBERT Stéphane
Doctorant FIQUET Anne-lise
Partenaire(s) Safran Helicopter Engines


Pour repousser les performances des machines, les compresseurs opèrent dans des conditions critiques, près de la zone de pompage. Dans cette zone, des instabilités aéroélastiques peuvent apparaître ; la compréhension de ces phénomènes est cruciale pour les concepteurs. La thèse porte sur l’étude des phénomènes aéro-élastiques non-synchrones (NSV) dans un compresseur axial tri-étage, où lors d’essais, un phénomène non-synchrone a été observé. L’objectif de cette thèse est d’identifier et de comprendre les mécanismes d’instabilité aérodynamique qui conduisent à ces vibrations non-synchrones. La comparaison des données aérodynamiques et mécaniques a permis de révéler la coïncidence entre un mode acoustique et un mode mécanique du rotor du deuxième étage, conduisant à un phénomène de résonance acoustique. Des simulations sur un secteur complet et modélisant tous les étages de compression ont été réalisées pour valider ce scénario. Les résultats numériques obtenus révèlent bien la présence de modes acoustiques sur les points d’opération critiques lors des essais.



Figure 1 : Frequency spectra of unsteady wall pressure measurment at leading-edge of Stator-2 in the stationary frame of reference ((a) blue curve) and frequency spectra of magnet-coil signal in Rotor-2 in the relative frame of reference ((b) red curve)



Figure 2 : Unsteady non-synchronous entropy fluctuation for one time instant at 80% of channel height at operating point where non-synchronous phenomena is observed (URANS full-annulus simulation)

Documents et publications associés


Fiquet, A., Brandstetter, C., Aubert, S., and Philit, M. "Non-Engine Order oscillations in an axial multi-stage compressor." ISUAAAT17-087, September 2018, Oxford, UK

Fiquet, A., Brandstetter, C., Aubert, S., and Philit, M. (October 9, 2019). "Non-Synchronous Aeroacoustic Interaction in an Axial Multi-Stage Compressor." ASME. J. Turbomach. October 2019 ; 141(10) : 101013. https://doi.org/10.1115/1.4044675

Fiquet, A., Vercoutter, A., Buffaz, N., Brandstetter, C. and Aubert, S. "Acoustic Resonance in an axial multi-stage compressor leading to non-synchronous blade vibration" ASME TurboExpo 2020