Thèse soutenue

La méthode des tourbillons aléatoires : application dans le cas du moteur entraîné à 4-temps
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Auteur / Autrice : Fotios Karagiannis
Direction : Alain Carrère
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées
Date : Soutenance en 1987
Etablissement(s) : École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007)

Résumé

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Une méthode numérique lagrangienne, la Méthode des Tourbillons Aléatoires, et son application dans le cas du moteur alternatif à 4-temps, sont présentées. Le rotationnel est représenté en termes d'éléments discrets, appelés tourbillons, ayant un noyau à vitesse induite constante afin d'éviter des singularités en leurs centres. Des segments tourbillonnaires prennent naissance aux parois, pour que la condition d'adhérence soit satisfaite. Ils se transforment en tourbillons, en dehors d'une couche limite numérique d'épaisseur prédéfinie. Successivement les cas incompressible bidimensionnel plan et incompressible axisymétrique, sont mis en œuvre. La théorie d'un écoulement à Faible Nombre de Mach et une analyse asymptotique sont à la base du cas compressible plan. Pour les calculs présentés ici, le gradient de la masse volumique est nul. Au départ, l'influence de différentes conditions d'entrée (décalage de la pipe d'admission, profil de vitesse d'entrée cisaillé, soupape à parois inclinées) est qualifiée sur une configuration sans piston. Une comparaison entre les cas plan et antisymétrique sur une configuration plus réaliste, avec piston, concernant la phase d'admission, est alors effectuée. Par ailleurs, l'écoulement dans un domaine fermé est étudié ; au début sans compression, pour quantifier la dissipation, et ensuite avec une vitesse de piston constante, pour montrer les rôles antagonistes de la dissipation et de la compression. Enfin, l'écoulement pendant les phases d'admission et de la compression du moteur est calculé. La confrontation avec d'autres résultats expérimentaux et théoriques a permis la validation du code de calcul.