Validation de la simulation numérique des interactions rotor/stator dans les compresseurs basse pression des moteurs d'avion

Résumé Cette contribution se concentre sur la validation d'une stratégie numérique développée conjointement par Safran et Polytechnique Montréal pour la simulation et l'analyse des interactions de contact entre le bord de l'aile et le carter dans les étages de compresseurs basse pression. Une vaste campagne expérimentale a fourni des données (y compris des mesures de déformation sur la pale et des profils d'usure) pour plusieurs configurations de contact impliquant quatre pales distinctes et un type de revêtement abrasif. La stratégie numérique est ici améliorée en introduisant un nouveau critère de coupure pour garantir la pertinence physique des résultats présentés, spécifiquement en maintenant la contrainte maximale au sein de la pale en dessous de la limite d'élasticité du matériau. De la même manière que dans les publications précédentes impliquant une seule configuration de contact, le modèle numérique est d'abord calibré pour l'une des quatre pales d'intérêt. Il est observé que les résultats utilisant le modèle numérique : vitesse critique, profondeur d'usure relative entre le bord d'attaque et le bord de fuite, niveaux de contrainte maximale au sein de la pale, sont en bon accord avec les observations expérimentales. En utilisant la même calibration, des simulations numériques sont ensuite exécutées à l'aveugle pour les trois autres pales. Les résultats montrent que les quantités clés prédites numériquement s'alignent bien avec les données expérimentales. De plus, le modèle numérique fournit une évaluation relative précise de la sensibilité d'une pale au contact en accord avec les observations expérimentales. Cet article présente ainsi la première validation à l'aveugle d'une stratégie numérique dédiée aux interactions de contact entre le bord de la pale et le carter. Simultanément, il démontre également que ce modèle peut être considéré pour la discrimination précoce des profils de pales en fonction de leur sensibilité au contact.