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Thèse soutenue

Transferts radiatifs dans les moteurs à propergol solide

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Auteur / Autrice : Youssef Joumani
Direction : Bernard Baudoin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie mécanique et énergétique
Date : Soutenance en 2001
Etablissement(s) : Valenciennes

Résumé

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Dans les moteurs à propergol solide, les rayonnements qui sont régis par l'équation du transfert radiatif (ETR) sont souvent considérés comme négligeables et les modélisations utilisées pour calculer ces transferts sont souvent primaires. L'objet de ce mémoire est de présenter des modèles réalistes pour simuler les transferts radiatifs en propulsion solide. La première démarche a consisté à élaborer une nouvelle méthode numérique pour discrétiser l'ETR. Cette méthode est une variante de la méthode des ordonnées discrètes. Elle a été élaborée de manière à être intégrable dans un code aérothermochimique utilisé pour simuler les écoulements complexes de propulsion solide. La seconde démarche a été de proposer une modélisation spectrale du comportement radiatif des gaz chauds et des particules d'alumine liquide qui composent ces écoulements. Pour modéliser le rayonnement des gaz, une variante du High Pressure Box Model a été proposée. Il a été démontré que ce modèle, valable a des pressions supérieures à 5 atm, peut l'être à pression atmosphérique sous certaines conditions. Pour traiter le rayonnement des particules, nous avons utilise la théorie de Mie et propose une nouvelle approche qui consiste à moyenner les propriétés radiatives (efficacités et fonctions de phase) sur un intervalle spectral étroit. Les différents modèles ont été intégrés dans un code de rayonnement puis appliqués au cas du moteur LP5. L'analyse des résultats numériques et expérimentaux a montre les imprécisions des simulations et a signale l'existence de problèmes expérimentaux.