La turbomachine, qui est une machine tournante (rotating
machinery), est un élément indispensable pour le fonctionnement de nombreux systèmes
mécaniques et électromécaniques notamment dans l’aéronautique où elle est
utilisée comme un moyen de propulsion des avions ou dans les ACM (Air Cycle
Machines) qui sont des packs de conditionnement d’air embarqués qui refroidissent et pressurisent ces avions. Les ACM utilisent de
l’air ambiant comme lubrifiant pour ses composants qui, au sens de la mécanique des milieux continus est considéré comme un fluide compressible et au sens thermodynamique, il est assimilé à un gaz parfait.
La turbomachine est généralement constituée d’un rotor dont le rôle est de transmettre ou de transformer de la puissance. Il est souvent de réalisation fort complexe et comporte divers éléments tels que des engrenages, des roues de turbines, de compresseurs ou de ventilateurs.
Dans ce genre d’applications où les vitesses de rotation sont théoriquement illimitées, il est supporté par des paliers aéro-élastiques communément appelés paliers aérodynamiques à feuilles (air foil journal bearings) qui ne doivent pas être considérés comme des éléments de supportage passifs mais comme des éléments qui interviennent sur le comportement dynamique de la ligne d’arbre, en l’occurrence sur ses vitesses critiques et sa stabilité.
Dans ce cours, on présente tout d'abord la théorie de base de la lubrification par film compressible qui est une partie importante de la tribologie puis une application de cette théorie à l'étude du comportement dynamique de ce type de palier en utilisant deux approches, à savoir:
- une approche linéaire basée sur la linéarisation des équations de mouvement du rotor en faisant un développement limité des composantes de la portance aérodynamique en séries de Taylor au voisinage de la position d’équilibre statique. Celle-ci est déterminée de façon itérative à l’aide de la méthode de Newton-Raphson dans le cas du problème inverse (charge imposée);
- une approche non linéaire plus fine basée sur la résolution des équations de mouvement non linéaires du rotor couplées à l’équation de Reynolds compressible non linéaire au moyen d’un schéma d’Euler ou de Runge-Kutta.
Dans ces
deux approches, une équation de Reynolds modifiée doit être dérivée en régime
dynamique à partir des lois de conservation de la mécanique et de la
thermodynamique des milieux continus de V. K. Stokes dans le cas d’un fluide
polaire à couple de contraintes et ce en vue de prendre en considération les
couples de contraintes dus à la présence des particules de pollution dans l’air
(cendre, poussière, …).
Ce cours comprend deux parties:
Partie 1: Généralités et histoire de la tribologie de l'antiquité jusqu'à nos jours
Partie 2: Présentation de la théorie de la lubrification par fluide compressible et non Newtonien & Application aux paliers à feuilles radiaux
Partie 3: Traitements numériques (MDF, MEF) et méthodes de résolution des problèmes de lubrification en régimes statique et dynamique.
- Enseignant: MUSTAPHA LAHMAR
Ce cours est destiné aux étudiants en doctorat LMD de l’université du 8 Mai 1945 Guelma. Il présente d’une manière succincte les transferts de chaleurs tout particulièrement la conduction aux échelles nanoscopiques. Le sous-domaine de la thermique qui aborde ces thématiques est appelé micro- et nano-thermique, et peut être subdivisé selon les trois champs disciplinaires: la conduction thermique sub-diffusive, la thermique micro/nano-fluidique et le rayonnement thermique sub-longueur d’onde. Les principales idées utilisées dans la description macroscopie traditionnelle du transfert de chaleurs seront passées en revue. S'en suivra une discussion sur les échelles de temps et d'espace caractérisant ces mécanismes de transfert. Nous étudions ensuite les hypothèses sous-jacentes à ces modèles afin de déterminer leur champ de validité. Nous décrivons les mécanismes de transfert au-delà de la validité des lois macroscopiques.
- Enseignant: CHERIF OULD LAHOUCINE
Fluid flow phenomena are generally so complex that obtaining analytical solutions is only possible for a limited number of problems. Hence, the majority of design studies are based on the results of experimental tests involving models whose size may be smaller or bigger than that of the prototype. Nowadays, no aircraft or car is being built without an exhaustive number of model tests being performed in a wind tunnel.
Dimensional analysis and Similitude are the analytical techniques available for carrying out experimental tests in a systematic way, and expressing the results obtained in an advantageous way. Most design studies based on the results of experimental tests show clearly major benefits of tests on models, not only economic but also I terms of time. While dimensional analysis is a mathematical technique used for solving various problems belonging to all branches of engineering allowing the identification of the number and nature of the dimensionless groups that provide correspondence between model and prototype data, similitude is the theory and art of predicting prototype performance from model observations. It presents an indication of a known relationship linking the two phenomena represented by the full-size flow and another flow of smaller dimensions but with similar geometric boundaries.
The present course is trusted to answer two main questions:
- Under what conditions will the model portray the actual full scale prototype?
- How to fulfill the requirement of geometric, kinematic and dynamic similitudes between the model and the prototype?
It is intended for use by graduate engineering students as it acquaints them with the knowledge pertaining to:
- The basics of the concepts of similitude, a concept applicable to the testing of engineering models,
- The ability to applying the concepts of dimensional analysis, one of the most important mathematical tools that makes use of dimensions of physical quantities as an aid to the solutions to many engineering problems.- Enseignant: ABDELKRIM HADDAD