Abstract FR:

Le travail présenté porte sur la simulation 3D à l'aide du code kiva-ii d'un jet diesel réactif dans une chambre de combustion à volume constant. Tous les éléments de la chaîne de combustion (injection-atomisation, auto-inflammation, combustion turbulente) y sont analyses. Avec l'hypothèse d'atomisation immédiate au nez de l'injecteur, il est montré que le jet polydispersé peut être correctement prédit, à condition que les vitesses d'injection soient surestimées par rapport à la réalité. Le rôle majeur joué par la force de traînée sur l'augmentation du smd a été clairement mis en évidence. Une pdf de taille de gouttes suivant une loi du khi-deux spécifique, proportionnelle à d#3exp(d), a été proposée. Les diagnostics optiques (mesures de granulo-vélocimétrie laser et visualisations en cinématographie ultra-rapide) du jet non réactif confirment les vitesses et diamètres ainsi que la pénétration calculés. Un mécanisme de cinétique chimique de l'auto-inflammation, basé sur un schéma réduit à 16 réactions, décrit les différentes étapes radicalaires avant l'inflammation spontanée (réactions de basse et moyenne température). Le délai d'allumage correspondant a été validé expérimentalement sur des cas tests en 2d. Néanmoins le calage du mécanisme en 3d n'étant pas actuellement suffisamment universel, une réaction globale a été retenue pour la suite. Un modèle de flammelettes, fondé sur le concept de la fraction de mélange z et de son taux de dissipation , a été implanté dans le code 3d. Une bibliothèque créée pour la combustion laminaire du dodécane, permet alors le découplage entre l'aérodynamique turbulente 3d et la cinétique 1d. L'application de ce formalisme en milieu diphasique a nécessité l'introduction de termes sources particulaires, dus à l'évaporation des gouttes, dans les équations de z et de z'#2. Une modélisation du terme source concernant la variance, terme peu étudié, a été proposée. Le code 3d résout alors les équations de z et de z'#2, et une estimation de x est déduite. L'utilisation de ces trois variables et la présomption d'une pdf liée au mélange turbulent, combinées avec la bibliothèque précédemment décrite, fournit alors le taux de réaction moyen.