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Développement et validation d'un modèle eulérien en vue de la simulation des jets de carburants dans les moteurs à combustion interne
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Truchot, Benjamin |
| Copyright Year | 2005 |
| Abstract | L'objectif de ce travail est de developper un modele diphasique eulerien permettant de mieux predire les jets de carburant dans les moteurs a combustion interne, en particulier la zone dense pres des injecteurs. En effet, les modeles lagrangiens utilises traditionnellement ne sont valables que pour des ecoulements disperses a faible fraction volumique de liquide, ce qui est incompatible avec les technologies moteurs actuelles utilisant une injection directe de carburant dans la chambre de combustion. Plusieurs approches euleriennes sont disponibles dans la litterature. Les phenomenes physiques se deroulant pres de l'injecteur et les caracteristiques de chacune des approches ont permis de retenir un modele a deux fluides et deux pressions. La derivation du modele a fait apparaitre de nombreux termes ouverts : echanges entre phases et correlations turbulentes. Des fermetures ont ete proposees pour chacun de ces termes. La fermeture des termes d'echanges utilise l'hypothese de gouttes spheriques, tandis qu'une approche RANS est adoptee pour la modelisation des phenomenes turbulents. Ce modele a ete implante dans le code de calcul 3D de l'IFP, IFP-C3D. De nombreux tests numeriques et de nombreuses validations analytiques (monophasiques et diphasiques) ont ensuite ete realises afin de s'assurer de l'implantation correcte des equations et de la predictivite du modele et des fermetures adoptees. D'autre part, les modifications du modele de turbulence dans la phase gazeuse ont necessite des validations supplementaires aussi bien dans le gaz (ecoulement derriere une marche) que dans le liquide (jet cylindrique) avant une validation du modele complet sur une couche de melange diphasique. Enfin, des tests d'injection ont ete realises dans des conditions similaires a celles des moteurs dans l'objectif de s'assurer de la faisabilite des calculs moteurs a l'aide de l'approche eulerienne developpee d'une part, et de la compatibilite du modele avec le calcul moteur (prise en compte de mouvement de parois : piston, soupapes) d'autre part. ABSTRACT : The objective of this work is to develop an eulerian two phase model to improve the prediction of fuel injection in internal combustion engines, particularly the dense liquid zone close to the nozzle. Lagrangian models, usually used in engine simulations, are based on the assumption of dispersed two phase flows with low liquid volume fraction, which is not fulfilled in the case of direct injection engine technology. Different eulerian approaches are available in the literature. Physical phenomena that occur near the nozzle and characteristics of each model lead to the choice of a two fluids two pressures model. Several open terms appear in the equations of the model : exchange between the two phases and turbulent correlations. Closures of exchange terms are based on the spherical droplets hypothesis while a RANS approach is adopted to close turbulent correlations. This model has been integrated in the IFP CFD code, IFP-C3D. Several numerical tests and analytical validations (for single and two phase flows) have been then carried out in order to check the correct implementation of equations and the predictivity of the model and closures. Modifications in the turbulent model of the gas have required validations in both the gas phase (flow behind a sudden enlargement) and the liquid phase (pure liquid injection). A two phase mixing layer has been then used to validate the whole model. Finally, injection tests have been achieved under realistic conditions (similar to those encountered in automotive engines) in order to check the feasibility of engine computations using the developed eulerian approach. These tests have also allowed to check the compatibility of this approach with the specificities of engine simulations (especially mesh movement). |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000310/01/truchot.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
