Projet de fin d'étude

LES en environnement supercritique :
    Application moteurs fusées
                 Anthony Ruiz

...
Plan de présentation

●   Pourquoi étudier le supercritique ?

●   Qu'est ce que le supercritique ?

●   Application du su...
Pourquoi étudier le
  supercritique ?
    Compétitivité =

      1 – Fiabilité
      2 – Prix



    Les moteurs cryotechn...
Pourquoi étudier le supercritique ?




                 ●   Interaction jets turbulents
                 = > instationnai...
Pourquoi étudier le supercritique ?
              Liquide                 Supercritique




 Chehroudi et al., Internation...
Plan de présentation

●   Pourquoi étudier le supercritique ?

●   Qu'est ce que le supercritique ?

●   Application du su...
Qu'est ce que le supercritique ?
         Pdv Microscopique
Pression =
             “Force de rebond”

Gaz parfait        ...
Qu'est ce que le supercritique ?
      Thermodynamique
    Gaz Réel


                        GParfait




               ...
Qu'est ce que le supercritique ?
                Equation d'état
                       1
Peng Robinson :                 ...
Qu'est ce que le supercritique ?
            Coefficient de transport
             GRéel                                  ...
Plan de présentation

●   Pourquoi étudier le supercritique ?

●   Qu'est ce que le supercritique ?

●   Application du su...
Application du supercritique : jet rond

AVBP
●       LES : Navier Stokes 3D compressible
●       Schémas centrés
●       ...
Application du supercritique : jet rond
     L'expérience

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                           ...
Application du supercritique : jet rond
                                1
      ●   Cas d'injections




1
    Mayer et al...
Application du supercritique : jet rond
    ●   Maillage

    900 000 points
    5 500 000 tétrahèdres

    ●   Conditions...
Application du supercritique : jet rond




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Application du supercritique : jet rond
               Ligaments




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Application du supercritique : jet rond




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Application du supercritique : jet rond




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Application du supercritique : jet rond
  Coupe longitudinal de densité moyenne




                                      ...
Application du supercritique : jet rond
                          Angle d'ouverture




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                      ...
Conclusions

●   Etude globale du supercritique

●   Apprentissage d'un code de calcul LES: AVBP

●   Réalisation d'une si...
Merci pour votre attention



                             23
Implémentation Gaz Réel dans AVBP :

●   Température



●   Modification des Jacobiennes non visqueuses



●   Conditions ...
Jet rond non réactif supercritique

Angle d'ouverture :
 Fiabilité de la comparaison théorie-expérience :




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College Graduation Presentation

  1. 1. Projet de fin d'étude LES en environnement supercritique : Application moteurs fusées Anthony Ruiz Maître de stage : B. Cuenot Laboratoire d'accueil : CERFACS 12 septembre 2008 1
  2. 2. Plan de présentation ● Pourquoi étudier le supercritique ? ● Qu'est ce que le supercritique ? ● Application du supercritique : jet rond ● Conclusions 2
  3. 3. Pourquoi étudier le supercritique ? Compétitivité = 1 – Fiabilité 2 – Prix Les moteurs cryotechniques : ● allumage ● Instabilités hautes fréquences 3
  4. 4. Pourquoi étudier le supercritique ? ● Interaction jets turbulents = > instationnaire ● Pression : 110 bar ● T injecteur = 100 K T chambre = 3500 K SUPERCRITIQUE 4
  5. 5. Pourquoi étudier le supercritique ? Liquide Supercritique Chehroudi et al., International Journal of Heat and Fluid Flow (2002) 5
  6. 6. Plan de présentation ● Pourquoi étudier le supercritique ? ● Qu'est ce que le supercritique ? ● Application du supercritique : jet rond ● Conclusions 6
  7. 7. Qu'est ce que le supercritique ? Pdv Microscopique Pression = “Force de rebond” Gaz parfait Gaz réel ●Pas ●Forces de d'intéraction Van der Waals 7
  8. 8. Qu'est ce que le supercritique ? Thermodynamique Gaz Réel GParfait 8
  9. 9. Qu'est ce que le supercritique ? Equation d'état 1 Peng Robinson : Forces attractives =f(T) Volume exclu Point critique Proche du point critique Facteur acentrique 1 Peng and Robinson, Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals (1976) 9
  10. 10. Qu'est ce que le supercritique ? Coefficient de transport GRéel GRéel GParfait GParfait ● 1 ● Modèle de Chung 1 Chung et al. Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals (1984) 10
  11. 11. Plan de présentation ● Pourquoi étudier le supercritique ? ● Qu'est ce que le supercritique ? ● Application du supercritique : jet rond ● Conclusions 11
  12. 12. Application du supercritique : jet rond AVBP ● LES : Navier Stokes 3D compressible ● Schémas centrés ● Non structuré ● Massivement parallèle ● Modèles Gaz Réel1 1 Thomas Schmitt, Doctorant CERFACS 12
  13. 13. Application du supercritique : jet rond L'expérience 1 Cible (K) 120 130 ● Mesures difficiles à haute pression 1 Mayer et al., Heat and Mass Transfer (2003) 13
  14. 14. Application du supercritique : jet rond 1 ● Cas d'injections 1 Mayer et al., Heat and Mass Transfer (2003) 14
  15. 15. Application du supercritique : jet rond ● Maillage 900 000 points 5 500 000 tétrahèdres ● Conditions Limites + turbulence injection ● Schéma d'ordre 3 type Taylor Galerkin 15
  16. 16. Application du supercritique : jet rond 5 10 15 5 10 15 16
  17. 17. Application du supercritique : jet rond Ligaments 5 10 15 5 10 15 17
  18. 18. Application du supercritique : jet rond 5 10 15 5 10 15 18
  19. 19. Application du supercritique : jet rond 5 10 15 5 10 15 19
  20. 20. Application du supercritique : jet rond Coupe longitudinal de densité moyenne 20
  21. 21. Application du supercritique : jet rond Angle d'ouverture 2x 1 2 1 Dimotakis, AIAA Journal (1986) 2 Papamoschou and Roshko, Journal of Fluid Mechanics (1988) 21
  22. 22. Conclusions ● Etude globale du supercritique ● Apprentissage d'un code de calcul LES: AVBP ● Réalisation d'une simulation d'un jet supercritique (Cas B) ● Préliminaires de thèse SNECMA : jets coaxiaux réactifs, intéractions multijets 22
  23. 23. Merci pour votre attention 23
  24. 24. Implémentation Gaz Réel dans AVBP : ● Température ● Modification des Jacobiennes non visqueuses ● Conditions Limites Caractéristiques 24
  25. 25. Jet rond non réactif supercritique Angle d'ouverture : Fiabilité de la comparaison théorie-expérience : 25

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