Numerical investigations on the rotating stall in an axial compressor and its control by flow injection at casing - CNRS - Centre national de la recherche scientifique Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2022

Numerical investigations on the rotating stall in an axial compressor and its control by flow injection at casing

Études numériques sur le décollement tournant dans un compresseur axial et son contrôle par injection de fluide au carter

Résumé

The operating range of a compressor is limited by surge or rotating stall line, among others. Numerical simulations must accurately predict these phenomena. This study is based on the experimental compressor CME2, which is a low-subsonic axial compressor. This compressor is tip-critical as the rotor tip is responsible for the rotating stall. This paper shows that the rotating stall onset flow rate is well captured by CFD, compared to experiments. After ten revolutions, all cells are merged and only one cell remains, as in experiments. Active flow control improves compressor performance and extends the stable operating range. In the present configuration, flow injection is performed at the casing. In the simulation, the insertion of the actuators is carried out through hybrid meshes: structured mesh for blade passages and unstructured mesh for each actuator. For the some stalled operating points of baseline configuration, there is no rotating cells in the controlled configuration. Thus, the rotating stall is delayed at lower flow rate, as expected by the use of active flow control and is in agreement with the experiments.
Le domaine de fonctionnement d'un compresseur est limité par la ligne de pompage ou de décollement tournant, entre autres. Les simulations numériques doivent être capables de prévoir cette limite. Cette étude repose sur le compresseur expérimental CME2 (compresseur axial faible-vitesse). Ce compresseur est critique en tête car le jeu du rotor est responsable du décrochage tournant. Ce papier montre que le décollement tournant est bien prévu par les simulations numériques, par comparaison aux essais. Après dix révolutions, toutes les cellules de décrochage ont fusionné et il ne reste qu'une seule cellule, comme dans les essais. Le contrôle actif par injection de fluide améliore la performance du compresseur et étend sa plage de fonctionnement stable. Dans les simulations numériques, les injecteurs sont pris en compte à l'aide de maillages hybrides : maillage structuré pour la veine et non-structuré pour chaque actionneur. Pour certains points initialement décrochés, le décollement tournant n'apparait plus. La limite de décrochage est ainsi retardée vers des débits plus faibles.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-03784608 , version 1 (23-09-2022)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03784608 , version 1

Citer

Marty Julien, Lionel Castillon, Pierric Joseph. Numerical investigations on the rotating stall in an axial compressor and its control by flow injection at casing. ASME TurboExpo 2022 Turbomachinery Technical Conference & Exposition, Jun 2022, Rotterdam, Netherlands. ⟨hal-03784608⟩
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