Abstract FR:

Un modèle numérique, basé sur une approche de type fonction densité de probabilité, a été développé pour calculer le mélange turbulent intervenant au sein des brouillards de gouttelettes se vaporisant. Ce sous modèle est basé sur la simulation stochastique de type Monte Carlo d'une équation de transport de la PDF jointe liquide-gaz prenant en compte aussi bien le mélange air-fuel vapeur à grande échelle que l'effet de la turbulence à petite échelle. Cette dernière est causée par le transport moléculaire dans le champ turbulent, lui-même perturbe par la dynamique aléatoire des gouttes se vaporisant. L'interaction vaporisation-micromélange est traitée par un processus modifié de coalescence-redispersion où l'on a introduit une partie laminaire au mélange. Le sous modèle a été incorporé au code de calcul tridimensionnel Kiva II. L'analyse de la structure fluctuante du champ de fuel vapeur a montré des distributions discontinues de fraction massique et de température dans les zones où les gouttes ne sont pas entièrement vaporisées. Les distributions locales sont très différentes de celles habituellement supposées par les modèles classiques qui supposent la vapeur parfaitement mélangée dans la maille. L'application de ce modèle au cas Diesel montre un bon comportement en terme de prédiction des champs de concentrations et de dégagement de chaleur. Le modèle de PDF permet d'obtenir des informations détaillées sur les sites probables d'auto-allumage, sur les domaines occupes par le fuel vapeur et sur les zones de combustion. Dans la configuration moteur-fusée, la méthode permet d'obtenir une hauteur d'accrochage au proche voisinage de l'injecteur, comme l'a montré l'expérience, contrairement au modèle EBU. La dynamique aléatoire de la phase liquide contribue fortement au champ de fluctuations de température, très intense dans la zone de stabilisation moyenne de la flamme.