Modélisation de l'écoulement diphasique dans les injecteurs Diesel

12 TABLE DES FIGURES2.6 Visualisations de Soteriou en sortie de l’injecteur monotrou simplifié : structures présentesdans le spray. À gauche : images brute. À droite : images filtrées permettant de distinguerl’écoulement secondaire présent dans le spray. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.7 Visualisation de la phase liquide pour un injecteur incliné 5 trous. Les degrés vilebrequinsont indiqués pour chaque visualisation [94]. P inj = 65MP a, Q = 15mm 3 , P a d m =1.15bar, P m a x en fin de compression = 50bar, et ϕ inj = 350˚V . . . . . . . . . . . . . . . 452.8 Visualisation de la phase liquide pour un injecteur incliné 5 trous. Les degrés vilebrequinsont indiqués pour chaque visualisation [94]. P inj = 65MP a, Q = 40mm 3 , P a d m =1.15bar, P m a x en fin de compression = 50bar, et ϕ inj = 350˚V . . . . . . . . . . . . . . . 452.9 Photographies haute vitesse du splashing d’une goutte d’eau sur un film liquide [39]. . . . 462.10 Visualisation stroboscopique de l’impact de la fl uctuation de la pression d’injection sur lespray. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472.11 Sortie des poches de cavitation et infl uence sur le spray. (a) : situation avant le passage despoches. (b) : sortie des poches de cavitation. (c) : formation du renfl ement. (d) : instabilitéset arrachage dû à l’action aérodynamique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472.12 Représentation schématique de l’infl uence du collapse de la cavitation dans l’orifice sur leprofil de vitesse en sortie. (a) : une poche de cavitation est proche de la sortie, le profil devitesse est établi. (b) : la poche commence à collapser, les vitesses au centre de la conduitediminuent, un renfl ement se forme sur le jet. (c) : le collapse continue, il y a aspiration aucentre du trou de l’injecteur et des vitesses radiales importantes à la périphérie du jet. . . 482.13 Collapse d’une bulle de cavitation en écoulement libre. Fréquence d’images : 20.8 millionspar seconde [98]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492.14 Comparaison entre l’expérience et le modèle de Gilmore [98]. . . . . . . . . . . . . . . . 502.15 Collapse d’une bulle proche d’une paroi [98]. Le jet liquide est dirigé vers la paroi. . . . . 502.16 Collapse d’une bulle au voisinage d’une surface libre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512.17 Eclatement d’une bulle au voisinage d’une surface libre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512.18 Oscillation de la goutte autour de sa position d’équilibre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522.19 Etude de stabilité d’une colonne de liquide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542.20 Désintégration continue de la goutte mère pendant le temps de breakup par le modèle WAVE. 552.21 Géométrie d’un groupe de gouttes de diamètre d et d’espacement x. . . . . . . . . . . . . 582.22 Valeurs des constantes du modèle WAVE-FIPA en fonction de l’espacement relatif des gouttes. 593.1 (a) Interface réelle et fractions volumiques correspondantes. (b) Reconstruction idéale del’interface. (c) Reconstruction par CIAM [87]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683.2 Système de bulles de Tomiyama [129]. Comparaison des tailles des cellules de calcul pourle B.T.M. (Bubble Tracking Method) et le I.T.M. (Interface Tracking Method). . . . . . . . 713.3 Pseudo-densité dans l’écoulement diphasique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733.4 Champ de taux de vide pour différentes dépressions. Les résultats expérimentaux sont àgauche, les résultats numériques à droite. La palette de couleur va de 0 à 0.1 pour lafraction volumique [2]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773.5 Maillage dit de Chaves. Nombre de noeuds : 140×40. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803.7 Résultats de simulation avec CAVALRY. Pression amont : 1000bar, pression aval : 50bar.Visualisation de la fraction de vapeur aux temps suivants : (a) : à 2.11µs ; (b) : à 3.53µs ;(c) : à 3.76µs ; (d) : à 3.99µs ; (e) : à 4.46µs ; (f) : à 4.70µs ; (g) : à 4.93µs ; (h) : à 15.7µs 813.6 Loi d’état de Schmidt adimensionnalisée. Si P ∗ = 1, alors P = 1000bar. Si ρ ∗ = 1, alorsρ = 850kg/m 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.8 Vitesses mesurées et prédites à la sortie de l’injecteur, au centre de la section. L 0 /D 0 = 4[115]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833.9 Coefficient de perte de charge en fonction du nombre de cavitation [115]. . . . . . . . . . 833.10 Comportement cyclique de la cavitation dans le cas asymétrique. Visualisation de la phasevapeur, et des vecteurs vitesse en sortie [115]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843.11 Principales étapes de l’algorithme général de résolution d’EOLE. . . . . . . . . . . . . . 853.12 Visualisations de la valeur du VOF avec EOLE, respectivement à 1.25µs, à 1.98µs, et à 3.2µs 863.13 Nombre de mailles nécessaire en tridimensionnel pour traiter dans la buse l’écoulementavec des tailles d’inclusion D, avec une méthode de capture d’interface type VOF. . . . . . 90