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Thèse soutenue

Modélisation et simulation de la pulvérisation d'un jet liquide : application à l'injection directe essence

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Auteur / Autrice : Jérôme Soulas
Direction : Olivier Simonin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Dynamique des fluides
Date : Soutenance en 2002
Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Résumé

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L'objectif de ce travail est le développement de modèles eulériens afin de rendre compte de façon satisfaisante de la pulvérisation d'un jet liquide dans un environnement gazeux. Les jets rencontrés dans les moteurs à injection directe essence sont au centre de cette étude. La première partie de ce travail est un état des lieux des principaux moyens permettant de simuler un écoulement diphasique gaz/liquide où les fragments liquides possèdent un large spectre de taille. Dans un second temps, nous nous sommes attachés à définir les grandeurs caractéristiques d'un jet liquide. L'étude a pour but d'estimer la taille des fragments liquides. Nous avons donc étudié les instabilités menant à la déstabilisation et à la fragmentation d'une nappe liquide à l'aide de la théorie linéaire. En effet, sous certains conditions, une nappe liquide se comporte de la même façon qu'un jet conique creux. Dans une troisième partie, des simulations numériques eulériennes permettant d'étudier l'écoulement à l'intérieur d'un injecteur de type swirl ont été réalisées. Ces simulations fournissent les propriétés physiques de l'écoulement en sortie d'injecteur (vitesse et grandeurs turbulentes). Ces grandeurs serviront ensuite de conditions limites d'entrée pour les simulations de la pulvérisation d'un jet conique creux. Nous avons ensuite développé des modèles eulériens de pulvérisation basés soit sur une approche du type modèle de mélange, soit sur une approche à deux fluides. Ces modèles permettent de prédire la taille des fragments liquides issus de la pulvérisation. Enfin dans une troisième partie les différents modèles développés sont testés [. . . ]