Automation & integration of secondary air system workflow for multidisciplinary design optimization of gas turbines

Résumé

Cette thèse présente l’intégration d’outils servant pour le compte du système d’air secondaire (SAS) dans une plateforme de conception et d’analyse (D&A) développée dans un contexte d’optimisation de conception multidisciplinaire (MDO). Comme la technologie des turbines à gaz requiert une très grande précision et par conséquent un travail méticuleux dans de nombreux domaines d’expertise, les ingénieur.e.s souffrent des tâches sans valeur ajoutée comme la gestion des données, la mauvaise transmission d’information entre les logiciels et les fastidieux pré et post-traitement des données produites. Les éléments décrits précédemment réduisent grandement le temps d’analyse et la qualité du produit final. Une telle plateforme regroupe les logiciels servant à la conception des turbines à gaz afin de permettre leur automatisation. Les outils sont exécutés en mode batch et la plateforme est liée à un système de gestion des données qui garantit une amélioration de l’efficacité du processus. Le SAS permet le refroidissement de composants tels que les aubes de turbines. Il participe également à l’isolation et à la gestion des charges appliquées sur les roulements à billes. Sans un tel système les turbines à gaz ne pourraient atteindre les puissances atteintes aujourd’hui. Un outil a été conçu et testé pour les ingénieur.e.s SAS. Au travers d’une scrupuleuse analyse du flux de travail, une liste de tâches éligibles pour l’automatisation a été établie et priorisée. Le pré-traitement a été semi-automatisé. Une pré-configuration basée sur les informations d’entrée permet de grandement réduire les erreurs humaines. Le traitement à proprement parler a été complètement automatisé, permettant le calcul d’une courbe de puissance complète en une seule exécution. Finalement, une autre source d’amélioration fut accomplie grâce au posttraitement. Les outils SAS produisent un grand nombre de valeurs, ainsi, pour simplifier la lecture de ces données, une page de synthèse affichant les paramètres d’intérêt a été créée, un outil pour tracer des graphiques est introduit pour réduire l’utilisation des feuilles de calcul. De manière à permettre plus d’itérations de conception et plus tard la MDO, le module SAS intègre une boucle de retour vers le module de performance. L’alignement des deux modèles (SAS et performance) est établi grâce à l’intégration des purges d’air du SAS dans le modèle de performance. Les fonctionnalités décrites ci-dessus ont montré un très grand potentiel. A présent, les tâches sans valeur-ajoutée sont drastiquement réduites; par conséquence, le temps d’analyse est allongé. Ainsi, l’exactitude des résultats sera grandement améliorée grâce aux multiples itérations.

Date	17 sept. 2019
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Saïd Hany Moustapha (Directeur(-trice)) & François Garnier (Codirecteur(-trice))