Quantification de la stabilité de la combustion dans les moteurs essence à injection directe par simulation aux grandes échelles / Edouard Nicoud ; sous la direction de Olivier Colin

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : anglais / English

Langue / Language : français / French

Catalogue Worldcat

Modélisation CFD

Simulation des grandes échelles

Moteurs à explosion -- Combustion

Colin, Olivier (19..-.... ; chercheur en mécanique des fluides) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Fiorina, Benoît (1978-.... ; chercheur en énergétique moléculaire) (Président du jury de soutenance / praeses)

Gicquel, Laurent (19..-.... ; chercheur en dynamique des fluides) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Foucher, Fabrice (1974-.... ; chercheur en énergétique) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Angelberger, Christian (19..-.... ; ingénieur en mécanique et automobile) (Membre du jury / opponent)

Kempf, Andreas (19..-.... ; chercheur en dynamique des fluides) (Membre du jury / opponent)

Krueger, Christian (Membre du jury / opponent)

Université Paris-Saclay (2015-2019) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Laboratoire d'énergétique moléculaire et macroscopique, combustion (Gif-sur-Yvette, Essonne) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

CentraleSupélec (2015-....) (Autre partenaire associé à la thèse / thesis associated third party)

Résumé / Abstract : L’industrie automobile se trouve aucentre des préoccupations environnementalesactuelles. Les moteurs essence à injection directeopérés en condition pauvres offrent un fortpotentiel en terme de réduction des émissions depolluants. En contrepartie, ils sont sujets à uneforte variabilité cyclique de combustion (CCV)qui ne peut être que partiellement étudiéeexpérimentalement. La simulation aux grandeséchelles (SGE) apparait comme une approchenumérique adaptée pour étudier de telsphénomènes, du fait de sa capacité naturelle àcapter les phénomènes instationnaires. Laprésente thèse se propose d’une part d’estimer lacapacité de la SGE à reproduire les CCVobservées expérimentalement, et d’autre part decontribuer à une meilleure compréhension deleur apparition. Dans ce contexte, un effortparticulier est mis sur la modélisation desphénomènes proche paroi. En particulier, unmodèle de paroi adapté à l’étude del’aérodynamique interne de configurationindustrielles est proposé. Il est validé sur desconfigurations de complexités variées. Enfin,l’étude porte sur le cas du moteur M256 qui estétudié en s’appuyant sur une solide base dedonnées expérimentales. Les causes de CCV sontexplorées, et notamment, l’impact de lavariabilité de l’écoulement généré pendant laphase d’admission sur la propagation du front deflamme est clarifié.

Résumé / Abstract : The automotive industry finds itselfat the center of current environmental concerns.Modern direct injection engines, operated underlean condition have the potential to reducepollutant emissions. As a drawback, they aresubject to large cyclic combustion variability(CCV), that can be explained only partially byexperimental measurements. Large-EddySimulation (LES) appears as an adapted tool tocomplement experiments, due to its naturalability to capture unsteady phenomena. Thepresent PhD thesis first aims at reproducing theCCV, and at contributing achieving a betterunderstanding of their occurrence.In this context, a special effort is put on thereproduction of near-wall phenomena, throughthe proposal of a new wall boundary conditionthat is validated on cases of differentcomplexity. Then the focus is put on the M256case, for which an extensive experimentaldatabase is available. The causes of CCV areexplored, and in particular, the impact of thevariability of the intake flow on the flame frontpropagation is clarified.