Phd Thesis

La transition vers la neutralité carbone soulève des défis complexes en matière de technologie lors de la conception des turbomachines utilisées dans les systèmes de propulsion aéronautique. L'un des principaux défis, et une contrainte de conception majeure, concerne l'optimisation des pales de rotor en composite soumises à des charges aérodynamiques élevées. En fonctionnement, ces pales sont soumises à des forces dynamiques dues à l’écoulement, et se déforment de manière statique et dynamique, pouvant entraîner la défaillance des composants.

La chaire CONDOR, entre Safran Aircraft Engines et l'École Centrale de Lyon, présente un programme de recherche complet sur les instabilités aéroélastiques des nouvelles architectures de fan et de compresseur à très haut taux de dilution, utilisées pour la propulsion des avions civils. Différents composants du système de compression, du fan au compresseur haute pression, ont montré qu'ils développaient un type spécifique d'instabilité aéroélastique appelé Vibrations Non Synchrones (NSV), limitant la plage de fonctionnement de la machine. La simulation et la prédiction de ce type d'instabilité restent un défi, malgré l’emploi de méthodes numériques à l’état-de-l’art.

Au cours de cette thèse, deux composants différents seront étudiés : le fan ECL5 en composite, dessiné et testé par l’Ecole Centrale de Lyon et un compresseur haute-pression du partenaire industriel Safran Aircraft Engines. L'objectif est de développer une chaîne robuste pour les simulations aéroélastiques afin de prédire précisément les modes d'interaction critiques et les critères d'apparition de l'instabilité. Les résultats seront ensuite utilisés pour améliorer un modèle réduit pour simuler le comportement du système.

Le travail comprendra les étapes suivantes:

- Sur la base de deux géométries pertinentes, des simulations aéroélastiques seront mises en place à l'aide du solveur elsA développé par l’ONERA.
- Des simulations à différentes amplitudes de vibration seront effectuées pour déterminer le couplage non-linéaire entre le fluide et les pales. Toute la circonférence de la machine sera modélisée, nécessitant d'importantes ressources de calcul.
- Une analyse de sensibilité sera effectuée pour identifier les paramètres critiques concernant la modélisation de la turbulence et les différents schémas numériques, en mettant l'accent sur la non-linéarité.
- L'analyse des simulations numériques comprendra une décomposition détaillée des contributions physiques, des caractérisations des perturbations aérodynamiques, des interactions entre la vibration des pales et les modes acoustiques.
- Les résultats seront validés par des résultats expérimentaux avant d'être intégrés dans un modèle réduit pour NSV.

**Diplômes** : neering : Master Degree or equivalent

**Expérience**:
Un excellent anglais est requis.

**Contexte de travail / Environnement de travail