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Etude physique et numérique de l'écoulement dans un dispositif d'injection de turbine Pelton
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Leduc, Julien |
| Copyright Year | 2010 |
| Abstract | La turbine Pelton est une turbine hydraulique dont le fonctionnement se caracterise par l’interaction d’un jet d’eau avec les augets d’une roue. Cette etude a pour but de comprendre les phenomenes influencant le jet et son interaction avec les augets. Pour cela deux actions differentes ont ete menees. Une premiere a vise a caracteriser experimentalement la fragmentation d’un jet de turbine Pelton. La seconde s’est attachee a developper une methode numerique pouvant mener`a la simulation precise de jets reels de turbines Pelton. La partie experimentale a permis de determiner le mode de fragmentation de ces jets (atomisation turbulente), mais aussi l’influence de la rugosite des parois de l’injecteur sur les performances de la turbine. La participation de ce travail a un projet experimental a permis de montrer l’influence de l’ecoulement en sortie d’injecteur sur la fragmentation du jet. Les phenomenes physiques influencant principalement l’evolution du jet ont ainsi ete determines. La partie numerique a eu pour but de mettre en place une methode permettant de simuler l’evolution d’un jet de turbine Pelton (fragmentation) et son interaction avec un auget. Etant donnes les progres de la methode SPH-ALE pour la simulation d’impact de jets pour les turbines Pelton, il a ete decide d’adapter cette methode pour les simulations visees. Ainsi une etude du choix de la vitesse des interfaces de probleme de Riemann a permis de realiser un modele multiphase stable pour les forts rapports de densite (eau-air). Cette methode s’est averee garantir les proprietes de continuite de vitesse normale et de pression a l’interface entre les fluides. L’ajout des phenomenes de tension de surface s’est fait par l’adaptation du modele CSF (Continuum Surface Force) et le developpement d’un second modele nomme Laplace Law Pressure Correction (LLPC).L’integration du saut de pression dans le solveur de Riemann a necessite une etude precise du calcul de la courbure et a permis d’ameliorer la simulation de loi de Laplace. La methode numerique a ete ensuite validee sur les cas academiques d’onde gravitaire, de rupture de barrage et d’oscillation de goutte. Les ressources en memoire et le temps de calcul associe a cette methode ont necessite la parallelisation du code de calcul. Le caractere lagrangien de la methode a tres largement influence la methode de decoupe de domaine pour permettre une bonne repartition de la charge de calcul entre les differents processeurs. En conclusion les phenomenes physiques influencant la fragmentation de jets issus d’injecteurs de turbine Pelton sont desormais mieux connus et ils ont pu etre introduits dans la methode numerique. Les prochains developpements porteront sur la simulation de jets dont la condition d’entree s’attachera a etre representative des caracteristiques d’un ecoulement en sortie d’un injecteur de turbine Pelton. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00684385/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
