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Dr. Luis San Andrés

Luis San Andrés est titulaire de la chaire Mast-Childs d'ingénierie mécanique à l'université Texas A & M (TAMU). Au cours de 32 années de recherches financées par le TAMU Turbomachinery Laboratory, le professeur San Andrés et ses étudiants ont produit des outils de prédiction vérifiés expérimentalement pour modéliser les amortisseurs à film fluide pour les moteurs d'avion, les paliers hybrides pour les turbopompes cryogéniques, la dynamique non linéaire des turbocompresseurs, les paliers à feuille pour les machines sans huile, les paliers lubrifiés pour les turbomachines à haute performance et les joints d'étanchéité multi-phasiques  pour les compresseurs à gaz. Luis est membre de l'ASME, de la STLE et du GPPS, membre des comités consultatifs industriels pour les symposiums TAMU sur les turbomachines et les pompes, et membre américain du comité technique de l'IFToMM sur la dynamique des rotors. Le Dr San Andrés et ses étudiants ont rédigé plus de 200 articles dans des revues à comité de lecture, dont plus d'une douzaine ont été reconnus comme les meilleurs. Le Dr San Andrés a reçu le prix ASME-IGTI 2022 « Aircraft Engine Technology » pour ses contributions créatives personnelles soutenues à la technologie des moteurs d'avion modernes

Les joints annulaires à gaz au 21e siècle : fuites, coefficients dynamiques et stabilité du rotor.

Les étanchéités des turbomachines sont conçues pour maintenir l'efficacité et la puissance délivrée tout en minimisant les fuites. Les dispositifs d'étanchéité ont également une influence significative sur le comportement dynamique du système en raison de leur position relative dans la turbomachine. La présentation passe en revue les données expérimentales publiées sur les joints à gaz et donne un aperçu des modèles physiques qui prédisent les fuites et les coefficients dynamiques. La synthèse porte sur les joints à jeu constant, les différents types de joints labyrinthe (LS) et les joints amortisseurs (joints en nid d'abeille et joints amortisseurs à poche). Les joints labyrinthe avec des rainures sur la surface du rotor sont connus pour produire des grands coefficients de raideur croisées (k). Les LS mal conçus sont à l'origine de nombreux fiascos liés à l'instabilité dynamique du rotor. Les joints amortisseurs produisent des coefficients de raideur (K) et d'amortissement (C) directs supérieurs de plusieurs ordres de grandeur à ceux des LS classiques. Les joints à surface texturée associés à un « swirl break » produisent également de très faibles coefficients de raideur k, ce qui élimine efficacement le problème de l'instabilité dynamique du rotor.

L'époque où les mauvais acteurs connus, tels que les LS, étaient le seul choix pour étancher efficacement les étages d'une turbomachine est révolue. Par ailleurs, les joints d'amortisseurs, les joints en nid d'abeille et les joints à texture circulaire en particulier, peuvent produire une grande raideur directe (K>>0) qui fait qu'ils agissent comme un troisième palier, ce qui augmente la première fréquence naturelle du système.

Bien que les modèles « bulk-flow » et ceux de dynamique des fluides (BFM et CFD) soient très efficaces pour prédire les fuites des étanchéités, ils ne parviennent pas à reproduire les coefficients dynamiques mesurés expérimentalement, en particulier pour les joints à géométrie complexe. Les méthodes de calcul doivent encore être améliorées, d'où la nécessité d'une vérification expérimentale constante et continue. Au 21e siècle, les joints amortisseurs offrent une opportunité remarquable de contrôler les fuites et d'adapter les performances et la stabilité dynamiques des machines tournantes modernes.