Modelisation tridimensionnelle de la chambre de combustion et du circuit de refroidissement des moteurs

par BENOIT GOBIN

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Yves Lecointe.

Soutenue en 2000

à Nantes .

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  • Résumé

    Les phenomenes thermiques mis en jeu dans les moteurs a combustion interne sont essentiellement la combustion dans la chambre, la conduction dans les parois et la convection forcee dans le circuit de refroidissement. Ces phenomenes ont comme particularites d'interagir mutuellement d'un point de vue thermique et d'avoir des temps caracteristiques sensiblement differents. Pour optimiser les procedes industriels via la simulation, il est necessaire de prendre en compte le systeme global. Nous choisissons dans ce travail une approche multi-codes. Ainsi, le decouplage numerique et geometrique doit conduire a l'optimisation des temps de calcul et une meilleure apprehension des phenomenes physiques dans chaque domaine en utilisant des codes appropries distincts. La difficulte majeure consiste a assurer la continuite du flux thermique et de la temperature a l'interface des domaines fluides et solides en echangeant ces deux grandeurs entre les codes. Nous etudions et nous validons differents processus d'echanges a travers deux etudes du couplage thermique multi-domaines : un couplage 1d solide/solide puis 2d fluides/solide. Nous validons numeriquement, par une approche mono-code, differents algorithmes de couplage pour suivre les regimes thermiques presents dans les moteurs en cherchant a optimiser les temps de calcul. Une validation experimentale du code fluent, utilise pour l'approche mono-code, est realisee. Nous montrons qu'il est possible de suivre un transitoire thermique avec un couplage sans iterations au sein d'un pas de temps, si le pas de temps de couplage est petit devant les echelles de temps dans la paroi. Le temps de calcul etant toujours tres grand dans les moteurs, nous proposons un algorithme pour modeliser un etat thermique stationnaire. Une application moteur tridimensionnelle kiva/fluent finalise ce travail pour mettre en evidence les atouts de notre couplage : informations thermiques quantitatives dans tous les domaines et temps de calcul raisonnable.

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Informations

  • Détails : 218 p.
  • Annexes : 122 ref.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
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