Développement d'un modèle numérique de prédiction des émissions d'oxydes d'azote pour la simulation aux grandes échelles de chambres de combustion aéronautiques (original) (raw)
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2011
L'impact d'un jet d'azote supercritique sur une surface solide pour son traitement (opérations de décapage ou de découpe) est un procédé nouveau et très peu de travaux concernant cette technologie existent à ce jour. L'objectif de ce travail est d'étudier, par le biais de simulations numériques, l'écoulement axisymétrique, compressible et turbulent, d'azote sous haute pression et basse température, injecté au travers d'une buse et impactant sur une paroi. L'étude est effectuée à l'aide du code de calculs commercial aux volumes finis Fluent ® . Une équation d'état spécifique aux fluides réels et basée sur une formulation explicite de l'énergie libre de Helmholtz est utilisée afin de prendre en compte les fortes variations des propriétés thermophysiques de l'azote lors de la détente. Les résultats numériques obtenus, représentant les contours du nombre de Mach, ainsi que la pression statique et la température sur l'axe du jet, sont présentés afin de caractériser la structure de l'écoulement. Ils sont comparés à ceux obtenus lorsque le fluide est considéré comme parfait.
Prédiction numérique du niveau d´émissions polluantes des moteurs à combustion interne
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2013
Les récents développements ainsi que la compétitivité accrue dans le domaine de l'industrie des véhicules, fait qu'il est important de s'orienter vers la prédiction des performances énergétiques des moteurs actuels tout en menant des actions communes en vue de réduire les émissions polluantes inhérentes à ces moteurs. Dans les avant-projets de conception, la simulation numérique des phénomènes aérodynamiques et thermochimiques relatifs au fonctionnement des moteurs, répond souvent aux exigences des constructeurs, à savoir, le coût de développement et la durée de l'étude. Dans ce contexte, le code KIVA_3V ® a fait preuve de sa vaste applicabilité technologique. Néanmoins, l'utilisation efficace du solveur et l'exploitation pratique des résultats s'avèrent fastidieuses pour un ingénieur de conception. Dans une optique de proximité industrielle, un progiciel orienté pré et post traitement a été développé pour le solveur du code Kiva_3V. Le programme permet la construction automatique des fichiers de données (géométriques et technologiques) et la visualisation des courbes de performances du moteur, par le biais des interfaces graphiques (GUI) développées sous un environnement Matlab ®. Les calculs sont effectués pour le cas d'un moteur diesel à six cylindres de type Renault-620. Les résultats numériques affichent une concordance assez bonne avec les données du constructeur.
Résumé : La prévention des contaminations aéroportées est un enjeu majeur et permanent dans la lutte contre les infections nosocomiales en particulier dans les unités de soins des grands brûlés. Le nouveau Centre de Traitement des brûlés de l’hôpital Saint-Louis répond à la volonté du professeur Mimoun de penser l’hôpital autrement : un hôpital qui s’adapte au patient et non pas l’inverse. La structure de soins innovante née de cette approche a fait l’objet de modélisations numériques pour valider son fonctionnement aéraulique. En rendant visible l’invisible, les modélisations ont permis de comprendre les flux d’air et de mettre en évidence d’éventuels dysfonctionnement ce qui est capital dans le domaine de la maîtrise des risques de contamination aéroportée car pour maîtriser ces risques, il faut d’abord les comprendre.
2015
Lately, Diesel engines have undergone a remarkable evolution thanks to their outstanding performance despite the emission of polluting gases. The reheating of the Earth's atmosphere, depletion of natural resources and the increasing Toughening of the anti-pollution standards have pushed scientists to study seriously the physical phenomena and chemical phenomena of burning in order to decrease the emission of polluting gases through the fuel reformulation while maintaining engine performance. We begin this study with generalities on internal combustion engines. Then we will make an overview of the fuels, after that we quote the mathematical formulations as well the chemical and physical models. In the end, we present the concentrations of different polluting species: NOx, Soot Particles, unburned hydrocarbon HC and carbon monoxide CO calculated numerically using the CONVERGE code for the five fuels: tétradécane, héxadécane, iso-octane, iso-pentane and ethanol in a engine with direct injection by introducing the chemical kinetics reactions of Zeldovich to form NO and the total reaction of oxidation of the fuel and equilibrium reactions contributing in the formation of the pollutants. This study allows us to make a quantitative comparison of the amounts of polluting gases issued with the exhaust gases from the combustion of various fuels studied.
Le présent travail rentre dans le domaine de la production de l'énergie thermique et la protection de l'environnement. Il consiste à étudier numériquement la combustion en comparant la production de l'énergie thermique de plusieurs combustibles (gaz, liquide et solide) ainsi que leurs émissions de polluants en CO2 et NOX. Les combustibles choisis sont : le méthane, le propane, le fuel-oil et le charbon. La combustion se déroulera dans une chambre de combustion cylindrique avec un excès d'air de 15% en générant une puissance de 30 kW. Les résultats montrent que la combustion des gaz (méthane et propane) dégage plus d'énergie à la sortie de la chambre de combustion mais aussi plus d'émissions de CO2 et de NOx. Les émissions de CO2 sont plus faibles pour le charbon que pour les autres combustibles mais la variation de la température à la première moitié de la chambre de combustion est plus importante.
Simulation aux grandes échelles et modélisation de la combustion supersonique
2014
Le travail de cette these est consacre a la simulation aux grandes echelles (LES) et a la modelisationde la combustion supersonique, dont l’application est rencontree dans les moteurs detype scramjet. Dans ce contexte, une etude LES appliquee au cas d’une flamme supersoniquehydrogene-air (flamme de Cheng) a ete effectuee sur trois niveaux de raffinements de maillage.Les resultats en termes de profils moyens et fluctuations de composition et de temperature sontconfrontes aux mesures experimentales, et l’impact du raffinement de maillage est etabli. Parailleurs, a partir des donnees issues de cette etude LES, une modelisation de la combustionturbulente dans un milieu fortement compressible est proposee sur la base d’une approche tabuleede la chimie. Une analyse temporelle des interactions choc/flamme a ensuite ete menee,permettant de mettre en evidence la presence de structures transitoires ayant une influence surles processus de stabilisation de la flamme.
2009
L’augmentation du risque incendie emane de la confrontation de deux dynamiques spatiales tres differentes : la dynamique des espaces combustibles ainsi que les pertes enormes qu’un incendie peut causer, ce qui rend la modelisation de ces phenomenes un veritable defi pose aux analystes. Devant l’arrivee en masse de donnees il devient important de fournir des modeles permettant d’exploiter ces donnees afin d’aider a comprendre tous les phenomenes qui rentrent en jeu. Dans ce contexte, Ce travail est consacre a faire une synthese bibliographique sur les differents codes et modeles qui ont ete developpes dans le domaine d’incendie en prenant en consideration, d’une part, le phenomene de dispersion des polluants dans l’atmosphere ainsi que l’apport thermique susceptible qu’il peut engendrer, pour modeliser ses effets sur l’environnement atmospherique. Deux outils de simulation numerique avance ont ete utilises pour etudier ces principaux phenomenes. Ce travail propose l’application de de...
Simulation numérique d'une zone d'injection pariétale pour une chambre de combustion de turbomachine
2007
In order to cool combustion gases and liners of aeronautic engines and increase the lifetime of the parts exposed to high temperatures, effusion cooling, consisting in injecting cold air through a great number of small diameter holes, is a very efficient method. In this paper, a computational study is carried out to validate the geometry of an experimental setup devoted to high scale multiperforated plate investigations. Results show a typical behaviour. There is a very strong interaction between the first rows of holes and the main flow. A few rows downstream, jets gather and create a non-homogeneous film in the vicinity of the wall. An area is detected where the evolution of the film row after row is weak. Mots-clefs :
The present work aims to the study and the technical description of the solution to meet the need in terms of atmospheric dispersion modeling of waste gases emitted from the OCP group JORF LASFAR industrial site before the launch of a call to tender amongst potential providers of the solution. Initially, we started by a bibliographic review of different models and their characteristics providing an inventory and comparison of these models to provide the executives with a technical and comprehensive view on the expected solution. We were then induced to perform a modeling of an entity of the industrial site (JFC5) to become familiar with the technical side of the field. This modeling operation is performed as several simulations using the air dispersion modeling software AERMOD. Finally, we regrouped and structured criteria and the different results obtained in this study as a technical specifications document technically describing the expected solution.