Modélisation du comportement dynamique couplé rotor-stator d'une turbine en situation accidentelle

Pour les groupes turbo-alternateurs du parc nucleaire francais, la situation accidentelle de reference lors du dimensionnement est definie par le depart d'une ailette terminale des corps basse pression. Apres avoir detecte la perte de l'ailette, la turbine est deconnectee du reseau electrique, et la turbomachine ralentit progressivement sous l'effet de frottements d'origine fluide. Le dimensionnement consiste alors a verifier que les structures palieres sont capables de supporter l'effort resultant du balourd genere par cette perte d'ailette pendant la phase de ralentissement, notamment lors du passage des vitesses pour lequel des contacts rotor-stator peuvent se produire. A cet effet, un modele elements finis de turbine a ete developpe pour simuler des transitoires de vitesse d'un rotor en considerant la vitesse de rotation de l'arbre comme une inconnue, permettant ainsi d'estimer la deceleration angulaire due au contact frottant. Trois modeles de stator ont ete proposes apprehender le comportement dynamique du carter, et le couplage des structures est realise au moyen des forces de contact calculees par la methode des multiplicateurs de Lagrange. La resolution des equations non-lineaires du mouvement a necessite le developpement d'un algorithme de contact, adapte a la geometrie de chacun des carters. Des simulations realisees sur un modele simple de turbine montrent que la vitesse de rotation et les chargements aux paliers sont bien estimes lors de l'interaction rotor-stator. Ainsi l'outil numerique permet d'etudier la reponse couplee rotor-stator et de predire l'influence de parametres tels que le coefficient de friction et les proprietes materielles du stator.