Modélisation de l'écoulement diphasique dans les injecteurs Diesel

120 CHAPITRE 5 : ÉLABORATION DU CODE CAVIFFIG. 5.12: Mécanisme de formation des maillages pseudo-polaires.mouvement. Sur l’axe de symétrie, la taille de chaque volume de quantité de mouvement tend vers 0, et unemoyenne des vitesses axiales est effectuée sur chaque plan −→ z .5.6 Architecture multi-blocs de CavIFLe code KIVA-MB est utilisé à l’IFP pour effectuer des simulations dans la chambre de combustion desmoteurs. Dans le cadre de calculs pour des géométries de moteurs 2 temps, il est vite apparu nécessaire derésoudre le problème des cellules inactives, inhérent aux maillages structurés. En effet, pour des géométriescomplexes comportant souvent des canaux d’entrée/sortie, le nombre de mailles pour discrétiser le systèmepeut devenir rapidement excessivement important : on peut voir dans la figure 5.13 le nombre de mailles àdéfinir (rectangle rouge) pour mailler une géométrie en forme de “ C” .Pour pallier à ce problème, qui oblige à utiliser des ressources de mémoire importantes pendant lecalcul, une méthode a été mise au point afin de limiter le nombre de mailles pour définir une géométriecomplexe : il s’agit de l’algorithme multi-blocs [62], dont le principe est le suivant : on découpe le maillagetridimensionnel en autant de blocs qu’il est nécessaire pour optimiser la place mémoire (le résultat concernantle maillage en “ C” est montré avec trois blocs dans la figure 5.14 : les mailles économisées par lecalcul sont représentées par la zone hachurée). Entre deux blocs en interaction (X et Y ), on définit une zonetampon d’une largeur de trois mailles : les mailles donneuses, intermédiaires et accepteuses. Les calculs destermes différentiels sont effectués par bloc. Tout au long du calcul, on transfère les grandeurs (fl ux, grandeursdifférentielles) des mailles donneuses du bloc X aux mailles accepteuses du bloc Y , et inversement.On s’assure donc bien de la continuité de l’écoulement à l’interface entre les blocs.Dans KIVA, la méthode de gestion de blocs multiples est seulement possible avec des blocs cartésiens(CY L = 0). Au vu des géométries tridimensionnelles typiques des injecteurs Diesel, il nous a sembléindispensable de gérer les interfaces entre les blocs cylindriques et les blocs cartésiens. Nous avons doncmodifié les parties du programme traitant du multi-bloc afin de permettre la liaison entre un bloc cylindrique(pour représenter le sac de l’injecteur ou le siège de l’aiguille), et un ou des blocs cartésiens (pour représenterl’orifice d’injection ou le haut de la buse d’injection).5.7 Le mouvement de maillageAfin de simuler les mouvements de parois dans l’injecteur (levée et descente d’aiguille), il est nécessaireque le code puisse prendre en compte les mouvements et déformations de maillage. Dans le cadre du codeKIVA, le mouvement de maillage est géré dans la phase C, pendant le “ rezoning” , c’est à dire pendant lecalcul des fl ux permettant de passer de la phase lagrangienne à la phase eulérienne. Deux solutions sontutilisables dans le code pour simuler un mouvement de maillage :