Experimental and numerical simulation of a rotor/stator interaction event localized on a single blade within an industrial high-pressure compressor - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Journal of Sound and Vibration Année : 2016

Experimental and numerical simulation of a rotor/stator interaction event localized on a single blade within an industrial high-pressure compressor

Simulation numérique et expérimentale d’un cas d’interaction rotor/stator sur une aube de compresseur haute-pression industriel

Résumé

This contribution addresses a confrontation between the experimental simulation of a rotor/stator interaction case initiated by structural contacts with numerical predictions made with an in-house numerical strategy. Contrary to previous studies carried out within the low-pressure compressor of an aircraft engine, this interaction is found to be non-divergent: high amplitudes of vibration are experimentally observed and numerically predicted over a short period of time. An in-depth analysis of experimental data first allows for a precise characterization of the interaction as a rubbing event involving the first torsional mode of a single blade. Numerical results are in good agreement with experimental observations: the critical angular speed, the wear patterns on the casing as well as the blade dynamics are accurately predicted. Through out the article, the in-house numerical strategy is also confronted to another numerical strategy that may be found in the literature for the simulation of rubbing events: key differences are underlined with respect to the prediction of non-linear interaction phenomena.
Cet article porte sur la comparaison entre des résultats expérimentaux et numériques relatifs à un cas d’interaction rotor/stator provoqué par des contacts structuraux. Contrairement à ce qui a été observé dans le cadre de travaux précédents pour un compresseur basse-pression, cette interaction n’est pas divergente : de hautes amplitudes de vibration sont prédites numériquement et observées expérimentalement sur un court laps de temps. Dans un premier temps, une analyse détaillée des données expérimentales permet de définir l’interaction observée comme un cas de frottement aube/carter localisé sur une seule aube impliquant son premier mode de torsion. Les résultats numériques sont en accord avec les observations expérimentales : la vitesse d’interaction, les motifs d’usure sur le carter ainsi que la réponse vibratoire de l’aube sont prédits avec précision. Tout au long de cet article, la stratégie numérique utilisée est confrontée à une autre stratégie utilisée dans la littérature pour la simulation de ce type d’interactions. Les différences fondamentales entre les deux approches sont soulignées.
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hal-01342401 , version 1 (12-07-2016)

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Citer

Alain Batailly, Quentin Agrapart, Antoine Millecamps, Jean-François Brunel. Experimental and numerical simulation of a rotor/stator interaction event localized on a single blade within an industrial high-pressure compressor. Journal of Sound and Vibration, 2016, 375, pp.308-331. ⟨10.1016/j.jsv.2016.03.016⟩. ⟨hal-01342401⟩

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