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College Graduation Presentation

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This is the presentation I gave for at ENSEEIHT after a 6 months project at CERFACS

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  • 1. Projet de fin d'étude LES en environnement supercritique : Application moteurs fusées Anthony Ruiz Maître de stage : B. Cuenot Laboratoire d'accueil : CERFACS 12 septembre 2008 1
  • 2. Plan de présentation ● Pourquoi étudier le supercritique ? ● Qu'est ce que le supercritique ? ● Application du supercritique : jet rond ● Conclusions 2
  • 3. Pourquoi étudier le supercritique ? Compétitivité = 1 – Fiabilité 2 – Prix Les moteurs cryotechniques : ● allumage ● Instabilités hautes fréquences 3
  • 4. Pourquoi étudier le supercritique ? ● Interaction jets turbulents = > instationnaire ● Pression : 110 bar ● T injecteur = 100 K T chambre = 3500 K SUPERCRITIQUE 4
  • 5. Pourquoi étudier le supercritique ? Liquide Supercritique Chehroudi et al., International Journal of Heat and Fluid Flow (2002) 5
  • 6. Plan de présentation ● Pourquoi étudier le supercritique ? ● Qu'est ce que le supercritique ? ● Application du supercritique : jet rond ● Conclusions 6
  • 7. Qu'est ce que le supercritique ? Pdv Microscopique Pression = “Force de rebond” Gaz parfait Gaz réel ●Pas ●Forces de d'intéraction Van der Waals 7
  • 8. Qu'est ce que le supercritique ? Thermodynamique Gaz Réel GParfait 8
  • 9. Qu'est ce que le supercritique ? Equation d'état 1 Peng Robinson : Forces attractives =f(T) Volume exclu Point critique Proche du point critique Facteur acentrique 1 Peng and Robinson, Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals (1976) 9
  • 10. Qu'est ce que le supercritique ? Coefficient de transport GRéel GRéel GParfait GParfait ● 1 ● Modèle de Chung 1 Chung et al. Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals (1984) 10
  • 11. Plan de présentation ● Pourquoi étudier le supercritique ? ● Qu'est ce que le supercritique ? ● Application du supercritique : jet rond ● Conclusions 11
  • 12. Application du supercritique : jet rond AVBP ● LES : Navier Stokes 3D compressible ● Schémas centrés ● Non structuré ● Massivement parallèle ● Modèles Gaz Réel1 1 Thomas Schmitt, Doctorant CERFACS 12
  • 13. Application du supercritique : jet rond L'expérience 1 Cible (K) 120 130 ● Mesures difficiles à haute pression 1 Mayer et al., Heat and Mass Transfer (2003) 13
  • 14. Application du supercritique : jet rond 1 ● Cas d'injections 1 Mayer et al., Heat and Mass Transfer (2003) 14
  • 15. Application du supercritique : jet rond ● Maillage 900 000 points 5 500 000 tétrahèdres ● Conditions Limites + turbulence injection ● Schéma d'ordre 3 type Taylor Galerkin 15
  • 16. Application du supercritique : jet rond 5 10 15 5 10 15 16
  • 17. Application du supercritique : jet rond Ligaments 5 10 15 5 10 15 17
  • 18. Application du supercritique : jet rond 5 10 15 5 10 15 18
  • 19. Application du supercritique : jet rond 5 10 15 5 10 15 19
  • 20. Application du supercritique : jet rond Coupe longitudinal de densité moyenne 20
  • 21. Application du supercritique : jet rond Angle d'ouverture 2x 1 2 1 Dimotakis, AIAA Journal (1986) 2 Papamoschou and Roshko, Journal of Fluid Mechanics (1988) 21
  • 22. Conclusions ● Etude globale du supercritique ● Apprentissage d'un code de calcul LES: AVBP ● Réalisation d'une simulation d'un jet supercritique (Cas B) ● Préliminaires de thèse SNECMA : jets coaxiaux réactifs, intéractions multijets 22
  • 23. Merci pour votre attention 23
  • 24. Implémentation Gaz Réel dans AVBP : ● Température ● Modification des Jacobiennes non visqueuses ● Conditions Limites Caractéristiques 24
  • 25. Jet rond non réactif supercritique Angle d'ouverture : Fiabilité de la comparaison théorie-expérience : 25