Abstract FR:

L'objectif de la thèse est l'amélioration de la modélisation de la turbulence pour la simulation numérique d'écoulements dans les moteurs à piston. Comme la plupart des codes de calcul d'écoulements complexes, le code kiva-ii, utilisé et développé par les constructeurs automobiles français, traite la turbulence à l'aide du modèle. Les limites de ce modèle sont aujourd'hui bien connues ; de plus, les écoulements dans les chambres de combustion possèdent des caractéristiques (écoulements confinés et comprimés, écoulements avec giration, présence de nombreuses recirculations,) difficilement reproductibles à l'aide d'un modèle à viscosité turbulente tel que le modèle -. Le travail de cette thèse a consisté à implanter un modèle aux tensions de Reynolds (le modèle de Launder et al. 1975 note modèle lrr) dans le code kiva-ii. Ce niveau de modélisation de la turbulence (modèle du second ordre) est à l'heure actuelle l'un des meilleurs compromis entre gain en predictivité et cout en temps cpu. Apres une étape de validation complète (validations numériques et physiques), la phase d'admission-compression d'un monocylindre de recherche est simulée avec les modèles - et lrr. De nombreuses différences au niveau des champs cinématique et turbulent sont mises en évidence, en particulier en fin de phase de compression. Le modèle lrr apporte également de nouvelles informations sur l'anisotropie de la turbulence et sur son évolution au cours du temps. La faisabilité d'un calcul 3d compressible et instationnaire avec un modèle de turbulence aux tensions de Reynolds est donc démontrée. De plus, un modèle de turbulence du second ordre tel que le modèle lrr apparaît être une alternative intéressante face au modèle pour le calcul des écoulements à l'intérieur des chambres de combustion.