Recherche Avancée

Thèse soutenue

Simulation aux grandes échelles de l'aérodynamique interne des moteurs à piston

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Vincent Moureau
Direction : Thierry Poinsot
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Énergétique
Date : Soutenance en 2004
Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris

Résumé

FR

La simulation aux grandes échelles (LES) est un outil puissant d'aide à l'analyse et à la compréhension des phénomènes physiques liés à la turbulence. Cette approche est plus adaptée à la simulation des écoulements fortement instationnaires, comparée aux méthodes statistiques de type RANS. L'objectif de cette thèse a été de contribuer au développement d'un code LES dédié aux moteurs à piston. Du point de vue numérique, des schémas convectifs d'ordre élevé ont été généralisés aux maillages mobiles. D'autre part, un interpolateur adapté à la LES a été développé. Il permet de traiter des maillages de taille importante. Concernant la modélisation de la turbulence, un modèle qui transporte l'énergie cinétique de sous-maille a été analysé et testé. Il a l'avantage d'apporter une information importante sur l'intensité de la turbulence de sous-maille et sur l'historique de cette quantité. Ce modèle a été couplé à un modèle de paroi basé sur la loi logarithmique. Ces développements ont été implémentés dans le solveur LES parallèle AVBP, et ils ont été validés sur un moteur expérimental de section carrée. Plusieurs modèles de turbulence et deux schémas convectifs ont été confrontés avec succès aux mesures expérimentales de vitesse. Ces résultats ont montré une grande influence des constantes des modèles de turbulence. Ce dispositif expérimental a aussi permis d'évaluer les erreurs de commutation temporelle générées par les variations de la largeur du filtre LES au cours du cycle moteur. Il a été démontré que ces erreurs peuvent être négligées au premier ordre dans les moteurs à piston conventionnels.