Modélisation de l'écoulement diphasique dans les injecteurs Diesel

84CHAPITRE 3 : L’ÉTAT DE L’ART EN MODÉLISATION DIPHASIQUE DESÉCOULEMENTS CAVITANTSau départ, le film de cavitation est en formation (i). Le profil de vitesse en sortie est droit. Ensuite, le filmest totalement développé (ii). Le profil de vitesse est considérablement modifié. A partir de (iii) se produitle collapse, au début relativement lent, puis excessivement rapide (iv). A cette occasion, on remarque desvaleurs de vitesse en sortie négatives. En fait, cela voudrait dire que le fl uide présent dans la chambre remontedans le conduit (c’est l’hydraulic fl ip, montré par Soteriou [120]). Comme CAVALRY traite le casde liquide injecté dans le liquide, ce n’est pas le gaz contenu dans la chambre qui remonte. Une fois quele film a collapsé (v), des poches détachées sont advectées par l’écoulement. Ensuite le film se reforme en(vi) de la même façon qu’en (i). Le profil de vitesse a repris sa configuration initiale. Le cycle peut alorsrecommencer. Schmidt a mesuré une fréquence d’apparition de l’ordre de 25 à 35kHz pour ce phénomène.FIG. 3.10: Comportement cyclique de la cavitation dans le cas asymétrique. Visualisationde la phase vapeur, et des vecteurs vitesse en sortie [115].On peut remarquer que la comparaison entre les résultats numériques et les expériences existantesconcernant la cavitation sont en bon accord, les phénomènes physiques semblent être bien résolus par lemodèle, tant au niveau de la cavitation (collapse) que de l’écoulement (vitesses). La résolution du problèmepar ce type de méthode, i.e. modèle de mélange pour écoulement à haute vitesse, semble donner des résultatsprobants. Néanmoins, il est vrai que l’accès aux échelles de cavitation (grandeur et forme des structures)n’est pas possible avec ce modèle. Un essai d’implémentation de suivi d’interface a été effectué par Schmidt[115]. Le schéma de suivi d’interface transportait avec succès la vapeur et pouvait garder un front de densitéà l’interface droit quand le champ de vitesse était prescrit. Mais quand le champ de vitesse était calculé,le front de densité posait des problèmes de stabilité (violation des critères sur le CFL). Plusieurs solutionsavaient été envisagées, mais aucune n’a produit des résultats suffisants pour garder la robustesse du code.En effet, les modèles de suivi d’interface considèrent les deux fl uides comme incompressibles, et chaquephase est résolue séparément. La masse volumique n’intervient donc pas dans l’expression de la dérivée dela quantité de mouvement, ce qui évite les problèmes de stabilité.3.5.2 EOLELe principe de ce code, développé par la société PRINCIPIA dans le cadre de l’étude GSM D1.2 (entre1998 et 2000), a été brièvement expliqué dans la section §3.1.2.1. Nous allons néanmoins nous pencher plusavant sur les méthodes utilisées dans ce code.