Contribution à la modélisation des écoulements diphasiques et réactifs internes : application aux propulseurs à propergol solide

Contribution to the two-phase and reactive flows simulation : application to solid propellant rocket motors

• Auteur / Autrice : Thierry Basset
• Direction : Jean-Claude Loraud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écoulement diphasique

Moteurs-fusées

Propergols solides

Résumé

Une etude menee dans le cadre du programme assm a ete realisee afin de caracteriser les ecoulements diphasiques dilues dans les moteurs-fusees a propergol solide. Une approche eulerienne et instationnaire des ecoulements a ete retenue. Le systeme d'equations obtenu est resolu a partir du schema numerique de mac-cormack du second ordre et en ecriture aux volumes finis. Dans un premier temps, on a verifie l'utilisation de ce schema centre au travers de la propagation d'une onde acoustique dans un ecoulement diphasique et pour des geometries mono et bidimensionnelle. On a pu observer le bon accord avec des resultats issus de theories lineaires tels que les bilans acoustiques. Une etude dans un propulseur repute instable a permis de mettre en evidence le couplage entre l'acoustique de la chambre et l'emission tourbillonnaire ainsi que le role relaxant de la phase dispersee sur ces tourbillons. Dans un deuxieme temps puisque les propergols solides sont enrichis en particules metalliques (aluminium), leur reactivite a ete etudiee a partir du modele de law. Deux modeles mono-espece puis multi-especes (oxydant, inerte, produits de combustion) ont ete mis en place afin de caracteriser les ecoulements reactifs dans un propulseur. Finalement, les premiers elements d'un modele realiste ont ete poses et sont applicables a de nombreuses configurations pratiques, en accord avec des resultats theoriques et experimentaux.