THESE : Caractérisation expérimentale de jets en impact en présence d'un écoulement cisaillant F/H

Job description

Au sein de la Direction Technique de Safran Aircraft Engines, vous intégrerez, dans le cadre d'une thèse CIFRE, le département « Chambre de Combustion et Arrière-corps », dont le rôle est d'assurer le développement et le support en service des chambres de combustion et arrière corps militaire tout au long de la vie d'un moteur. La thèse est construite avec le laboratoire Institut P', ISAE-ENSMA, et c'est au laboratoire que la thèse se déroulera en grande partie.

Contexte L'amélioration du rendement et la réduction de la consommation de carburant constituent les enjeux majeurs du développement des turboréacteurs de nouvelle génération. L'un des axes d'amélioration passe par l'augmentation des températures de combustion qui nécessite d'assurer la tenue en température des parois de chambre et notamment du fond de chambre, partie critique refroidie par une matrice de jets d'air en impact.

Ce système de refroidissement, bien qu'efficace, est extrêmement complexe tant d'un point de vue dynamique que thermique du fait des nombreuses interactions entre jets. Du fait de sa complexité, son amélioration nécessite le passage par une série de simulations numériques capables de reproduire de manière fiable l'écoulement et les transferts de chaleur engendrés par ce système. Pour s'assurer de cette fiabilité, des expérimentations sont nécessaires afin de valider les simulations numériques.

Objectifs

Les travaux de recherche proposés ont pour objectif d'améliorer la compréhension et la modélisation des transferts de chaleur par impact de jet dans des configurations proches du cas industriel en tenant compte notamment de l'évacuation spécifique de l'air de refroidissement. Un banc d'essai spécifique sera conçu et réalisé de manière à être représentatif de la configuration réelle tout en restant suffisamment simple pour réaliser les mesures.

Des mesures aérauliques (par PIV et/ou fil chaud), ainsi que thermiques (par caméra infrarouge) seront réalisées afin de caractériser l'aérothermique global du système et d'estimer les paramètres d'influence prépondérants. En parallèle, des travaux seront menés afin de d'étudier l'évacuation de l'écoulement au travers de la paroi d'impact, ainsi que l'effet de la texture de surface sur les transferts. Pour cela un second banc plus petit sera réalisé avec un nombre limité d'injections afin de pouvoir analyser très finement l'écoulement et les transferts locaux.

Plusieurs parois d'impact interchangeables seront mises en place afin d'examiner l'influence de différents paramètres de texturation (profondeur, fraction et forme des cavités) ou d'évacuation (position des orifices d'évacuation, tailles, condition aux limites de sortie). La thèse est construite avec le laboratoire Institut P', ISAE-ENSMA, et c'est au laboratoire que la thèse se déroulera en grande partie Le candidat sera titulaire d'un diplôme d'ingénieur ou d'un master en énergétique et/ou en mécanique des fluides et aura de solides bases en thermique avec une forte motivation pour la mise en œuvre de techniques expérimentales.

Le financement de la thèse sera assuré par une bourse CIFRE de SAFRAN.