Simulation numérique des phénomènes intra-cycle d’un moteur à gaz

Abstract

L’invention du moteur à allumage commandé était un pas important dans l’histoire des moteurs à combustion interne. Ces dernières années, les moteurs à essence ont connu une incontestable évolution grâce à leur rendement exceptionnel. Cependant, ils émettent des polluants tels que les NOX et les particules des suies. L’application de normes d’émission de polluants devient de plus en plus sévère. Dans ce contexte, un grand nombre de travaux des recherches ont été mené dans le but d’identifier des sources d’énergie de substitution plus écologiques que les produits pétroliers conventionnels. Le GPL bénéficie d’un grand intérêt. La consommation mondiale de ce dernier est en croissance continue due à son bilan économique fiable en tant qu’un carburant propre et efficace pour l’avenir. L’objectif de ce travail est de maitriser un outil de simulation CFD, pour permettre une compréhension approfondie des caractéristiques de la combustion et prévoit également la formation des polluants à un moindre cout. Dans cette étude, on a basé sur le code CONVERGE 2.3 pour étudier les phénomènes qui se manifestent dans le cylindre durant la phase de combustion notamment. L’approche RANS est utilisée. La combustion est décrite par le modèle SAGE, le spray par le modèle de KH-RT, la turbulence, l'allumage, la formation des NOX et des suies par les modèles RNG k-ε, Hiroyasu, et Zeldovich respectivement. Les résultats numériques obtenus par ce code de calcul pour un moteur essence à injection directe seront comparés avec des résultats d’un moteur GPL fonctionnant avec le même type d’injection.