Stage - Comportement vibratoire des ailettes liaisonnées - H/F
EDF
Ile de France
il y a 11j

Contexte général

EDF exploite actuellement un parc de production d'électricité qui fait appel à plusieurs sourcees dont le nuclaire et l'éolien.

Dans les deux cas, dans une démarche d'amélioration des performances des moyens de production, les turbines sont dotées d'ailettes ayant une taille de plus en plus grande.

La maîtrise de la dynamique vibratoire de ces équipements est cruciale pour garantir leur bon fonctionnement dans la durée.

Or les structures de grandes tailles comme les pales d'éoliennes ou bien encore les ailettes de turbine sont sujettes à des phénomènes dynamiques complexes liés à l'existence de non-

linéarités géométriques, pouvant conduire à des comportements vibratoires instables. La simulation numérique est un outil de compréhension et d'analyse essentiel de ces problématiques.

EDF R&D développe au sein du département ErMES (ElectRotechnique et Mécanique des Structures) le code de calcul par éléments finis code aster, intégré à la plateforme de simulation mécanique salome-

meca. Ce code est utilisé à la fois pour la recherche de pointe en mécanique numérique mais aussi pour les études d'ingénierie d'EDF avec un processus d'assurance qualité exigeant.

L'équipe en charge du développement de ces outils réunit une communauté d'ingénieurs et chercheurs, mécaniciens, mathématiciens et informaticiens, dont la mission est de contribuer à transformer " les équations en études " au sein de code aster et de salome meca.

Contexte particulier au stage

Afin d'améliorer les performances énergétiques des étages de turbines, les constructeurs ont été amenés à augmenter la taille des derniers étages des corps basse pression.

Cette augmentation les a conduits à recourir à l'utilisation d'ailerons afin de rigidifier l'ensemble des ailettes et repousser ainsi les fréquences propres de ces dernières au-

delà des plages de fonctionnement. En plus de rigidifier l'ensemble, ces dispositifs apportent aussi de l'amortissement par frottement qui est source de non-linéarité localisée.

Après une période dédiée à la prise en main des outils numériques, le stagiaire mettra en place un modèle simple qui lui permettra de dérouler une étude complète allant de l'analyse modale linéaire en symétrie cyclique au calcul harmonique en réponse forcée en utilisant la plateforme Salome-

Meca. Il s'agira ensuite en prendre en compte la non-linéarité due au contact en mettant au point la méthode de la balance harmonique sous la forme d'une bibliothèque (C++) utilisable depuis code aster.

Une fois la méthodologie mise au point, celle-ci sera employée pour réaliser une étude sur un cas industriel d'une ailette terminale à ailerons.

Activités confiées au stagiaire ( en une phrase ) : Mise au point d'une méthodologie pour l'analyse du comportement vibratoire des ailettes à ailerons.

Compétences à acquérir ou à développer ( en une phrase ) : Mécanique des structures, réduction modale, méthode de la balance harmonique, dynamique de ligne d'arbre.

Profil souhaité

2ème année d'École d'ingénieurs

Formation : mécanique, dynamique des structures, modélisation / calcul scientifique

Connaissances : codes de calcul par éléments finis (idéalement code aster / Salome-Meca), langage C++, Python, environnement Linux

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