Amélioration de la modélisation quasi dimensionnelle de la combustion dans les moteurs à essence : du modèle à deux zones au modèle multizones
Résumé
La volonté actuelle des motoristes de concevoir des moteurs à combustion interne toujours plus performants et moins polluants nécessite une optimisation du processus de combustion. En phase d’avant-projet, des outils quasi dimensionnels sont employés afin d’obtenir, en un temps de calcul modéré, un comportement du moteur en température, pression et émissions. Ces modèles de combustion fournissent des réponses moyennées en espace dans des régions de la chambre de combustion, appelées zones. Ils doivent être améliorés pour augmenter leur prédictivité. Une optimisation en deux étapes d’un modèle à deux zones, le plus fréquemment employé, est présentée ici. Dans un premier temps, une zone réactionnelle est ajoutée à proximité des parois du moteur : on parle de modèle à trois zones. On souhaite ainsi une prise en compte des effets d’atténuation de la combustion dus aux parois. Dans un second temps, une discrétisation plus fine de l’axe de propagation de la flamme est effectuée en ajoutant, à intervalles de temps définis, des zones de réaction dynamiques interagissant entre elles du fait de l’aérodynamique des gaz. On parle de modèle multi zones. Chaque zone en réaction présente deux parties : un noyau plus chaud et une zone à proximité des parois plus froide. On espère une amélioration de la modélisation quasi dimensionnelle de la combustion par la prise en compte des gradients de températures et de concentrations dans la flamme. La visualisation des lois de dégagement d’énergie calculées par les modèles à deux zones et à trois zones, met bien en relief le décalage de fin de combustion, à iso conditions. Une étude comparative de lois de dégagement d’énergie et des courbes de pression issues de modèles à trois zones, multi zones et de l’expérimentation sera également présentée dans un objectif de validation.
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte