Measures of the velocity field in the boundary layer of channels in turbomachinery

Abstract

[ES] La capacidad de realizar medidas experimentales de calidad es fundamental para la comprensión de los problemas de mecánica de fluidos. Hace falta por tanto estudiar la intrusividad de los instrumentos de medida, por ejemplo las sondas de presión de cinco agujeros que miden el vector de velocidad del flujo. Esta influencia del instrumento de medida sobre el flujo es pronunciada a partir de que las dimensiones del instrumento no son despreciables en comparación con las dimensiones del fenómeno estudiado. En particular, las medidas hechas en la proximidad de una pared son perturbadas por la interacción entre la sonda y la pared. El flujo cercano a las paredes es por tanto rara vez medido, debido a la falta de fiabilidad de los resultados en esta zona. Este problema es muy incómodo para las medidas dentro de las turbomáquinas por culpa del pequeño tamaño de los conductos. Un mejor conocimiento de esta interacción sonda-pared permitirá entender la zona en la que las medidas serán realizadas. El objetivo de este TFG es estudiar esta interacción sonda-pared gracias al uso de técnicas CFD a partir de una geometría de sonda simplificada. El objetivo es extraer una ley de error sobre las medidas en función de la distancia de la sonda a la pared, que será a continuación comparada con los resultados experimentales del departamento y de la literatura. Este TFG forma parte de un doctorado que mi tutor en Francia está realizando para el fabricante de motores francés Safran, y es que la aplicación aeronáutica de este trabajo es inmediata cuando hablamos de la adquisición de velocidades dentro de los ensayos experimentales en turbomáquinas.

[EN] The ability to make good experimental measurements is fundamental to the understanding of fluid mechanics problems. It is therefore necessary to study the intrusiveness of the measuring instruments, for example the five-hole pressure probes that measure the flow velocity vector. This influence of the measuring instrument on the flow is pronounced since the dimensions of the instrument are not negligible compared to the dimensions of the phenomenon under study. In particular, measurements made in the vicinity of a wall are disturbed by the interaction between the probe and the wall. The flow close to walls is therefore rarely measured, due to the unreliability of the results in this area. This problem is very inconvenient for measurements inside turbomachines because of the small size of the ducts. A better understanding of this probe-wall interaction will allow to understand the area in which the measurements will be performed. The aim of this TFG is to study this probe-wall interaction using CFD techniques from a simplified probe geometry. The aim is to extract an error law on the measurements as a function of the distance from the probe to the wall, which will then be compared with experimental results from the department and the literature. This TFG is part of a PhD that my tutor in France is doing for the French engine manufacturer Safran, and the aeronautical application of this work is immediate when we talk about the acquisition of velocities within experimental tests on turbomachines.