Validation of the Numerical Simulation of Rotor/stator Interactions in Aircraft Engine Low-Pressure Compressors - Archive ouverte HAL
Communication Dans Un Congrès Année : 2024

Validation of the Numerical Simulation of Rotor/stator Interactions in Aircraft Engine Low-Pressure Compressors

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

Résumé

This contribution focuses on the validation of a numerical strategy developed jointly by Safran and Polytechnique Montréal for the simulation and the analysis of blade-tip/casing contact interactions in low-pressure compressor stages. A large experimental campaign provided data (including strain measurements on the blade and abradable coating wear profiles) for several contact configurations involving four distinct blades and one type of abradable coating. The numerical strategy is here improved by introducing a new cut-off criterion to ensure the physical relevance of the presented results, specifically by keeping the maximum stress within the blade below the material's yield stress. Similarly to previous publications involving a single contact configuration, the numerical model is first calibrated for one of the four blades of interest. It is seen that the results using the numerical model-critical speed, relative wear depth between leading edge and trailing edge, maximum stress levels within the blade-are in good agreement with the experimental observations. Using the same calibration, numerical simulations are then blindly run for the three other blades. The results demonstrate that numerically predicted key quantities align well with experimental data. Additionally, the numerical model provides an accurate relative assessment of a blade's sensitivity to contact in agreement with experimental observations. This paper thus presents the first blind validation of a numerical strategy dedicated to blade-tip/casing contact interactions. Simultaneously, it also demonstrates that this model may be considered for the early discrimination of blade profiles depending on their sensitivity to contact.
Cet article porte sur la validation d'une stratégie numérique développée conjointement par Safran et Polytechnique Montréal pour la simulation et l'analyse d'interactions de contact aube/carter dans les compresseurs basse pression de moteurs d'avion. Une campagne expérimentale de grande ampleur a permis d'obtenir des données de référence (incluant des mesures par jauges de contraintes et l'usure de revêtements abradables) pour plusieurs configurations de contact impliquant quatre aubes distinctes et un type de revêtement abradable. La stratégie numérique est également enrichie grâce à l'introduction d'un critère fusible permettant d'assurer la pertinence physique des résultats obtenus, en vérifiant que la contrainte maximale dans l'aube en contact ne dépasse pas sa limite d'élasticité. Le modèle numérique est calibré en ne considérant qu'une seule des quatre configurations de contact avec une seule aube. Les résultats obtenus démontrent un excellent accord en termes de vitesse critique, d'usures relatives du revêtement abradable et de contraintes maximales dans l'aube avec les valeurs obtenues expérimentalement. Sur base de cette calibration, les autres configurations de contact avec les autres aubes sont ensuite simulées en aveugle, sans calibration additionnelle. Les résultats obtenus démontrent que les valeurs prédites numériquement sont cohérentes avec les observations expérimentales. Cet article présente ainsi la première validation en aveugle d'une stratégie numérique dédiée aux interactions de contact aube/carter. De plus, les résultats obtenus soulignent la pertinence d'utiliser une telle stratégie pour la discrimination des profils d'aubes \emph{a priori}, lors des premières phases de conception, en fonction de leur sensibilité au contact.
Fichier sous embargo
Fichier sous embargo
0 8 30
Année Mois Jours
Avant la publication
samedi 20 septembre 2025
Fichier sous embargo
samedi 20 septembre 2025
Connectez-vous pour demander l'accès au fichier

Dates et versions

hal-04703991 , version 1 (20-09-2024)

Identifiants

Citer

Isabelle Favretti, Louis Roux, Alain Batailly. Validation of the Numerical Simulation of Rotor/stator Interactions in Aircraft Engine Low-Pressure Compressors. ASME Turbo Expo 2024: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, Jun 2024, London, United Kingdom. ⟨10.1115/GT2024-123911⟩. ⟨hal-04703991⟩
33 Consultations
0 Téléchargements

Altmetric

Partager

More