Simulation de collisions, coalescence et rupture de gouttes par une approche lagrangienne : application aux moteurs a propergol solide

par PASCAL ACHIM

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Alain Berlemont.

Soutenue en 1999

à Rouen .

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  • Résumé

    La dispersion de gouttelettes d'alumine liquide dans les propulseurs a propergol solide du lanceur ariane 5 est simulee par une approche lagrangienne stochastique a une particule. L'evaluation des temps de collision, plus petits que le temps de sejour moyen des gouttes dans la chambre de combustion, a conduit a l'implantation d'un module de collisions binaires dans le code palas. Une etude des taux de collision en ecoulement turbulent et de l'efficacite de collision a permis la construction d'une procedure dans laquelle les chocs sont simules par une succession de processus aleatoires. Les calculs ont montre que les collisions seules affectaient peu la repartition des gouttelettes dans le propulseur ainsi que la quantite de matiere piegee dans la cavite formee par la tuyere integree. L'hypothese d'independance statistique des particules au cours des chocs est discutee. Une procedure de determination de la vitesse de la particule rencontree prenant en compte une fonction de correlation de vitesses a ete elaboree. Les calculs effectues sur un cas test de turbulence isotrope ont permis de mettre en evidence que l'influence des correlations de vitesses etait significative si le temps de relaxation des particules etait inferieur a l'echelle integrale temporelle de la turbulence, ce qui n'est pas le cas dans les propulseurs. Les collisions entre les gouttelettes sont accompagnees de phenomenes de coalescence et de rupture secondaire. Une etude bibliographique a permis d'isoler les mecanismes susceptibles de se produire dans les propulseurs. La coalescence conduit a une augmentation de la quantite de matiere piegee dans la cavite arriere. La prise en compte de la rupture et de l'efficacite de collision permet de reduire l'influence de la coalescence. Le taux de depot obtenu avec le calcul complet est superieur a celui obtenu sans prise en compte des interactions.


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Informations

  • Détails : 188 p.
  • Annexes : 104 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rouen. Service commun de la documentation. Section sciences site Madrillet.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 99/ROUE/S039
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