Les doublets d'hélices contra-rotatives (CROR) sont un moyen alternatif aux turbofans
actuels pour propulser les avions commerciaux. Un CROR est composé de 2 soufflantes coaxiales
non carénées tournant dans des sens opposées. Actuellement, les CROR pourraient
réduire les émissions de CO2 mais les émissions sonores pourraient être un frein à leur
commercialisation. Au décollage et en condition d'approche, le son est principalement créé
par la charge instationnaire subie par un des rotor. Cette charge provient de l'interaction
d'un des rotors avec des fluctuations de vitesses périodiques produites par l'autre.
Ce bruit d'interaction provient principalement de 3 sources principales. La première est
liée à l'interaction des sillages visqueux provenant du rotor amont qui se font découper par
le bord d'attaque des pales du rotor aval. La seconde est liée au potentiel de vitesse créé
par le bord d'attaque des pales du rotor aval qui influence les vitesses vues au bord de fuite
des pales du rotor amont. La dernière provient de l'interaction des pales du rotor aval avec
les tourbillons d'extrémités créés en tête ou en pied de pale du rotor amont. Cette dernière
interaction s'est avérée principale pour des conditions d'approche et de décollage. Pour
réduire l'interaction tourbillon de tête - pale aval pour des conditions nominales de vol,
le rayon maximal des pales du rotor aval est rogné. Le rognage classique est obtenu pour
les conditions de décollage et d'approche où l'effet de contraction de la veine fluide est
le plus important. Cependant, le CROR est alors considéré avec un écoulement uniforme
sans angle d'incidence. Avant de prendre en compte les effets d'incidences, il peut être
intéressant de prendre en compte l'angle de contraction de la veine fluide qui pour certaines
configurations et points de fonctionnement est suffisant pour réactiver l'interaction pale-tourbillon.
L'interaction est alors tridimensionnelle, toutes les composantes de la vitesse
du tourbillon contribuent au bruit émis.
Le but de cette étude sera d'analyser l'influence de la contraction de la veine fluide et des
trois composantes de la vitesse du tourbillon de tête sur la charge instationnaire vu par
la pale aval. Ces améliorations seront implémentées dans un outil de prévision de bruit de
turbomachines : Optibrui. Une étude paramétrique préliminaire sera faite sur cette source.
Les retombées de cette étude sont doubles. Tout d'abord, une meilleure compréhension
des mécanismes d'interactions entre un tourbillon et une pale tournante dans des conditions
réalistes sera possible. Ensuite, un outil rapide d'évaluation préliminaire du bruit
provenant de l'interaction pale-tourbillon sera incorporé dans le but de pouvoir effectuer
une optimisation aéroacoustique sur des géométries préliminaires.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usherbrooke.ca/oai:savoirs.usherbrooke.ca:11143/11781 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Quaglia, Michaël |
| Contributors | Moreau, Stéphane, Roger, Michel |
| Publisher | Université de Sherbrooke |
| Source Sets | Université de Sherbrooke |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Thèse |
| Rights | © Michaël Quaglia, Attribution - Partage dans les Mêmes Conditions 2.5 Canada, http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/ca/ |
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