Modélisation de l'écoulement diphasique dans les injecteurs Diesel

82CHAPITRE 3 : L’ÉTAT DE L’ART EN MODÉLISATION DIPHASIQUE DESÉCOULEMENTS CAVITANTS10 210 0Pression adimensionnalisee10 −210 −410 −610 −810 −8 10 −6 10 −4 10 −2 10 0 10 2Masse volumique adimensionnaliseeFIG. 3.6: Loi d’état de Schmidt adimensionnalisée. Si P ∗ = 1, alors P = 1000bar. Siρ ∗ = 1, alors ρ = 8 50k g / m 3 .Dans cette figure, on remarque en (a) la formation d’une zone de recirculation, juste en aval de la singularité.Cette zone est advectée, et en cet endroit se forme en (b) la première poche de cavitation. Remarquonsalors la formation d’une autre recirculation juste en aval de la singularité, dans laquelle se forme une autrepoche en (c). Ensuite, les poches formées coalescent en (d) et forment une poche plus importante, qui peutse fragmenter en (e) et (f). Remarquons que la première poche formée a été détruite en (d). Ensuite, tout vatrès vite et l’écoulement est quasi-stationnaire à partir de 15µs.Il est relativement difficile de valider un modèle dans notre situation : comme nous l’avons vu, les donnéesexpérimentales sont rares à ce jour. Néanmoins, l’étude expérimentale de Chaves [25] sur l’injecteurmonotrou à alimentation symétrique a permis de mettre en valeur la structure de la cavitation visuellement,et de dégager certaines grandeurs à la sortie de l’injecteur (notamment la vitesse de sortie). De même, lesvisualisations du CRMT [36] concernant la cavitation sur une marche permettent de comparer les résultatsnumériques avec les visualisations expérimentales.Pour tester le code, le cas du collapse d’une bulle axisymétrique en milieu infini doit être testé, afin des’assurer que la modélisation de la cavitation est bien effectuée. Les résultats numériques sont comparés auxrésultats expérimentaux de Ohl [98]. Le collapse calculé est légèrement plus lent que le collapse mesuré,mais néanmoins est en bon accord avec les valeurs expérimentales. Une des raisons que l’on peut invoquerpour expliquer le léger désaccord est que la résolution de la bulle devient de plus en plus problématiquelors du collapse (diminution de taille), et une part de l’énergie du collapse est perdue lorsque la bulle est detaille inférieure à la maille. Néanmoins, on retrouve à la fin du collapse une forte onde de compression quise propage dans le milieu, comme on peut le voir sur les photographies de Ohl (voir figure 2.13). La modélisationde cette onde de pression est possible grâce à la prise en compte de la compressibilité du liquide.Schmidt a comparé les vitesses obtenues en sortie d’injecteur calculées par CAVALRY et celles mesuréespar Chaves. Le résultat est montré en figure 3.8. Les résultats numériques s’accordent relativementbien avec les mesures expérimentales.