Simulation aux grandes échelles de l'écoulement diphasique dans des modèles d'injecteur de moteurs aéronautiques

par Jacques Lavedrine

Thèse de doctorat en Dynamique des fluides

Sous la direction de Bénédicte Cuenot.

Soutenue en 2008

à Toulouse, INPT .

mots clés

• Injecteurs de turbine à gaz
• Polydispersion
• Formulation Euler-Euler
• Simulation aux Grandes Échelles
• Écoulement diphasique

Résumé

Dans la problématique de réduction des émissions polluantes dans les moteurs aéronautiques, la Simulation aux Grandes Échelles (SGE) permet de mieux comprendre les phénomènes liés au spray de carburant. Dans cette thèse, l'approche SGE est d'abord appliquée à une configuration académique d'injecteur afin de se concentrer sur la polydispersion de l'écoulement gaz-particules. Cette étude passe par une comparaison des résultats numériques avec les mesures, et constitue une validation de l'outil de calcul. Cet outil est ensuite utilisé pour étudier l'écoulement diphasique dans un nouveau concept d'injecteur industriel, notamment en s'appuyant sur une comparaison avec l'expérience. Cette étude permet aussi de connaître les performances et d'identifier les améliorations possibles de cet injecteur. Enfin, la sensibilité de la SGE aux différentes stratégies d'injection est évaluée.

Titre traduit

Large-Eddy simulations of the two-phase flow in models of injectors of aeronautical engines

Résumé

In the issue of reducing pollutant emissions in aeronautical engines, Large Eddy Simulation (LES) allows a better understanding of the phenomena related to the fuel spray. In this thesis, the LES approach is first applied to an academic configuration with a polydisperse injector. This study goes through a comparison between numerical results and measurements, and constitutes a validation of the computational tool. This tool is then used to investigate the two-phase flow in a new industrial injector design through a comparison with experiments. This investigation also identifies the performances and potential improvements of such an injector. Finally, LES sensitivity to different injection strategies is assessed.