Méthodologie de réduction de modèles thermiques nodaux avec écoulement de fluide par la théorie des réseaux‬ : application à la réduction d'un modèle de moteur thermique

Reduction methodology of nodal thermal models with fluid flows using network theory : application to an internal combustion engine model

• Auteur / Autrice : Nicolas Dollinger
• Direction : Patrick Lagonotte, Alain Alexandre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergétique, thermique et combustion
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et aéronautique (Poitiers ; 1992-2008)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique (Chasseneuil-du-Poitou, Vienne ; 1986-....) - Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées

Mots clés

Mots clés contrôlés

Padé, Approximants de

Écoulement unidimensionnel

Modèles réduits -- Moteurs

Résumé

Ces travaux de recherche visent une représentation simplifiée du comportement thermique d'un moteur automobile lors de régimes transitoires. Une méthodologie de réduction de modèles thermiques est étendue à des systèmes comportant des éléments variables et non symétriques (écoulements de fluide). Partant d'un modèle physique décrivant les transferts de chaleur au sein du moteur (1700 nœuds), nous obtenons un modèle à 10 nœuds rendant la dynamique aux interfaces du système avec des temps de calcul faibles. Afin d'obtenir un modèle réduit à la fois simple et capable de rendre compte de la dynamique du système, nous faisons appel à des structures de modèles nodaux dites arborescentes traduisant une forme de développement de Padé des admittances du modèle réduit. Le choix de ces structures dans des configurations où le modèle évolue (variation des débits d’écoulement) constitue une avancée indispensable pour traiter des systèmes aussi complexes qu'un moteur thermique.

Due to increasing environmental concern, the automotive industry needs a better control of consumption and pollutants emission. A predictive study of these requires complex physical models that have high computation times. So this research work aims at elaborating a simplified model of thermal engine behavior during temperature increase phases. A reduction methodology of nodal thermal models is adaptated to systems including variable and non-symmetric elements (fluid flow). Starting from heat transfer model of the engine (1700 nodes) we obtain a reduced model (10 nodes) giving the dynamics at the system interfaces with low computation times. To produce a both simple and harmonically rich reduced model, we use nodal models structures called “arborescent” corresponding to a form of Padé approximation. The termination of these structures in cases where the initial model changes (variable fluid flow) is a necessary progress to consider such a complex model as an internal thermal engine.