Modélisation de l'auto-inflammation et de la combustion pour les moteurs Diesel - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1997

Development of a self-ignition and combustion model for Diesel engines

Modélisation de l'auto-inflammation et de la combustion pour les moteurs Diesel

Antonio Pires da Cruz
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 859089

Résumé

The work concerns self-ignition and combustion modeling in Diesel engines. Special attention is given to turbulence induced effects. Only gas fuel injection is taken into account. Turbulent mixing is identified as one of the main parameters controlling self-ignition in Diesel engines. However, turbulence effects are often neglected by models currently used in engine calculation codes. A new model based on results obtained by direct numerical simulation (DNS) is proposed. It includes turbulence effects by means of the scalar dissipation rate and presumed pdf of the mixture fraction and a chemical reaction progress variable. The model is validated through several steps. First, its results are compared to DNS in simple mixing and self-ignition cases. Then, its averaged version is integrated into the KIVA2-MB calculation code, where its behavior is tested in a one dimensional version and compared to other formulations. Finally, the model is validated with comparisons to experimental results of methane injection into a high pressure combustion chamber filled with hot air. The combustion chamber allows large optical access and therefore, optical diagnostics can be made.
Le travail porte sur la modélisation de l'auto-inflammation et de la combustion dans les moteurs Diesel. L'accent est mis sur la prise en compte des effets induits par la turbulence. Seule l'injection de carburant gazeux est considérée. Le mélange turbulent est identifié comme un des paramètres important contrôlant l'auto-inflammation dans les moteurs Diesel alors que les effets turbulents sont en général négligés par les modèles utilisés actuellement dans les codes de calcul moteur. Un nouveau modèle est proposé, dont le développement s'est appuyé sur des résultats de simulations numériques directes (DNS). Il prend en compte le mélange turbulent au travers de la dissipation scalaire et de pdf présumées de la fraction de mélange et d'une variable de progrès de la réaction chimique. Le modèle est validé à plusieurs niveaux. Tout d'abord, il est comparé aux DNS pour des cas de mélange simple. Puis, sa version moyennée est implantée dans le code de calcul KIVA2-MB où son comportement est testé en mono-dimensionnel et comparé à d'autres formulations. Enfin, le modèle est validé par comparaison avec une expérience dédiée d'injection de méthane dans une cellule pressurisée remplie d'air chauffé et permettant l'utilisation de diagnostics optiques.
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Dates et versions

tel-00440040 , version 1 (09-12-2009)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00440040 , version 1

Citer

Antonio Pires da Cruz. Modélisation de l'auto-inflammation et de la combustion pour les moteurs Diesel. Energie électrique. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 1997. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00440040⟩
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