Simulation numérique par éléments finis de l'aérodynamique interne des chambres de combustion des moteurs à piston

Numerical simulation of the internal aerodynamics in the combustion chamber of the reciprocating engines using a finite element method

• Auteur / Autrice : Yu Mao
• Direction : Denis Jeandel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Moteurs -- Combustion

Résumé

L'écoulement dans la chambre de combustion d'un moteur à piston a une influence très grande sur les performances du moteur. Il est donc important de pouvoir simuler numériquement de tels écoulements de façon à mieux comprendre les phénomènes complexes dans la chambre. Ce travail a consisté à développer un code de simulation utilisant une méthode d'éléments finis avec un maillage déformable. Apres avoir étudié une méthode générale d'éléments finis auto adaptatives, on a déduit une méthode simplifiée d'éléments finis avec maillage mobile applicable aux équations de Navier-Stokes. On a ensuite introduit et comparé des modèles de turbulence du type k-epsilon adaptes aux écoulements compressibles subsoniques. Le code a ensuite été utilisé pour la simulation de l'écoulement turbulent dans une chambre de combustion d'un moteur diesel pendant la phase d'admission et de compression. Les résultats numériques sont en bon accord avec les mesures expérimentales dans le cas d'un écoulement sans giration. Mais dans le cas d'un écoulement avec giration, les vitesses tangentielles prédites sont sous évaluées, sans doute à cause du modèle de turbulence utilisé. En conclusion, la méthode numérique développée s'est révélée très bien adaptée à la simulation de l'écoulement complexe dans une chambre de combustion.