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Développement de méthodes de réduction de la consommation en carburant d'un véhicule dans un contexte de sécurité et de confort : un compromis entre économie et écologie / Methods development for reducing vehicle fuel consumption in a context of safety and comfort : a trade-off between economy and ecologyLuu, Hong Tu 27 June 2011 (has links)
Dans le contexte où le secteur automobile apparaît comme l’un des principaux émetteurs de gaz à effet de serre, des efforts doivent être apportés pour répondre à des normes antipollution de plus en plus contraignantes. L’objectif de la thèse est alors de développer un système qui aide le conducteur à adopter globalement une conduite plus économique, et qui plus est, écologique et sécuritaire. Notre approche se différencie des études et systèmes déjà existants par la stratégie utilisée. Celle-ci prend à la fois en compte les caractéristiques du véhicule, celles de l’infrastructure (pente, dévers, courbure) et surtout les contraintes sécuritaires que doit respecter le conducteur (limitation de vitesse légale, distance intervéhiculaire). Partant de ces informations, le problème d’optimisation de la consommation en carburant est formulé et résolu par la programmation dynamique. La stratégie de calcul en ligne est par la suite adoptée pour rendre le système adaptatif aux conditions de trafic. C’est ainsi que, sur la base de cette stratégie, le couplage entre le problème de sécurité routière et de réduction de consommation est réalisé. Des expérimentations de ce système informatif suggestif sur véhicule prototype montrent que le suivi des consignes, données par le système, est tout à fait réalisable par le conducteur. Ces essais confirment aussi le potentiel d’économie en carburant et l’amélioration de la sécurité grâce à notre système. En comparaison avec le style d’éco-conduite des conducteurs, l’économie en carburant en moyenne est de 7.5% et peut atteindre 12.9% et des réductions des dépassements de vitesse de 50% en moyenne et atteint près de 80% pour certains conducteurs. / In the context where the automobile sector represents one of the major greenhouse gas emitters, significant efforts should be made to answer the demand for increasingly restricted emissions standards. The object of this thesis is to develop a fuel-efficient support tool which helps the driver to adopt more economical, ecological and safe driving. our approach differs from studies in the literature by the introduction of a strong coupling of fuel optimization and safety maintaining problems. As inputs of the system, we use the vehicle states such as the vehicle and engine speeds, the gear used, the road geometry and information related to safety (inter-vehicle speed, traffic conditions, legal speed limit...). Optimisation algorithms compute in real-time a speed and gear profile for fuel economy and improvement of safety.. The experimental results of this informative and suggestive system show that instructions, given by the system, are quite feasible by the driver. These tests also confirm the potential for fuel economy and the safety
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Détection du cliquetis pour moteur automobileZadnik, Martin Vingerhoeds, Rob A.. Vincent, François January 2008 (has links)
Reproduction de : Thèse de doctorat : Systèmes automatiques : Toulouse 3 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 131-136.
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Characterization and prediction of flow electrification phenomena in fuel tanks of aeronautical structures / Caractérisation et prédiction des phénomènes d'électrisation par écoulement dans lesréservoirs de carburant de structures aéronautiquesClermont, Paul Daniel Stanley 24 February 2016 (has links)
Avec la nouvelle génération d'avions composites, une attention est portée sur les systèmes de carburant vis-à-vis de la prévention des décharges électrostatiques (ESD) durant les phases de remplissage des réservoirs. La plupart des travaux réalisés en aéronautique a été menée sur des réservoirs métalliques. Toutefois, l'introduction des matériaux composites a soulevé de nouvelles interrogations, puisque ces matériaux peuvent avoir un comportement différent des métaux vis-à-vis de l'électrisation par écoulement, qui justifient pleinement de nouvelles analyses. Afin de définir correctement les structures des réservoirs et leur protection contre les risques ESD, il est crucial de comprendre comment un empilement complexe de matériaux se comporte en termes de création de charge lorsque ces matières sont en contact avec un carburant d'avion. La structure de ces matériaux et leurs propriétés électriques contrôlent le potentiel électrique atteint dans le réservoir à travers un équilibre entre la production, l'accumulation et la fuite des charges électriques. Ce potentiel peut dépasser le point d'éclair du mélange air/vapeurs de carburant et provoquer une inflammation. Diverses mesures de protection peuvent être adoptées pour contrôler ce phénomène, comme utiliser des additifs antistatiques dans les carburants, des réservoirs métalliques à la masse ou encore des réservoirs faits de matériaux non métalliques mais ne favorisant pas l'accumulation de charges. C'est principalement en réponse à cette dernière solution que ce travail est orienté afin de guider vers le choix optimaux des matériaux et une meilleure définition des structures du réservoir. / With the new generation of composite aircrafts an attention is carried out on fuel systems with respect to prevention of electrostatic discharges (ESD) during the filling phases of the tanks. Most of the work realized in aeronautics (during the 60's) was conducted on metallic fuel tanks. However, the introduction of composite materials has raised new questions, since those materials can have a different behavior than metallic ones with respect to flow electrification, which fully justify new analyses. In order to properly define the tank structures and their protection against ESD hazards, it is crucial to understand how a complex stack of materials (conductive or not, multilayered or homogeneous, painted or not) constituting a fuel tank behaves with respect to the mechanisms of charge creation by flow electrification when these materials are in contact with aviation fuel. The structure of these materials and their electrical properties control the electric potential reached in the tank through a balance between the production, accumulation and leakage of the electrical charge. This potential may exceed the flash point of the fuel vapors/air mixture and induce ignition. Various protective measures can be adopted to control this phenomenon such as using antistatic additives in the fuels, lowering the rates ofthe fuel injection inside the tank, using only bonded metallic tanks or tanks made of non-metallic materials which do not favor charge accumulation or local charge trapping. It is majorly in response to the latter solution that this work is oriented in order to guide optimum choices of materials and a better definition of the tank structures.
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Méthodologie pour l'étude conceptuelle d'un système fortement innovant - Application au cas du circuit carburant d'un moteur d'hélicoptère / A methodology for the conceptual design of a radically innovative system- Application to a helicopter engine fuel systemMonsimer, Adrien 19 April 2018 (has links)
Dans de nombreux domaines industriels, l’innovation est mise en œuvre de manière incrémentale en cherchant à optimiser un concept donné. Ce type d’innovation est efficace sur le court terme, permettant d’arriver à améliorer le système avec une prise de risque limitée. Cependant, cette approche réduit fortement les opportunités d’amélioration future de ces systèmes. Pour faire face à des nouveaux besoins émanant des clients, l’innovation de rupture s’impose dans une vision long terme. Un changement radical de concept permet en effet de dégager des marges fonctionnelles permettant d’améliorer significativement le système. Le but de ces travaux de thèse a été, d’une part, de proposer un cadre méthodologique pour l’étude conceptuelle d’architectures de systèmes de puissance en rupture. Ceci consiste en la spécification des nouveaux besoins, la génération d’architectures système fortement innovantes, ainsi que la sélection des architectures les plus pertinentes. En s’appuyant sur une approche d’ingénierie système, ainsi que sur des techniques à l’état de l’art dans les domaines de la recherche de solutions innovantes (KCP, Brainwritting, Diagramme KJ), la combinaison des concepts (matrice morphologique) et de l’aide à la décision multicritères (TOPSIS, MAUT), une approche originale a été proposée. La méthode proposée a été appliquée au cas du circuit carburant d’un moteur d’hélicoptère chez l’industriel Safran Helicopter Engines. Ce contexte applicatif a permis de mettre en œuvre et d’évaluer les approches proposées dans un environnement industriel réel. Un outil implémenté sous Microsoft Excel a été développé pour le déploiement de la méthodologie proposée dans l’entreprise. / In several industries, incremental innovation has been used. This approach aims at optimizing a given design. It is efficient in the short term, and enables to improve the system at low risks. Anyway, incremental innovation implies a reduction in the capacity of future improvement. In order to deal with new customer needs, radical innovation is a must in a long-term consideration. Indeed, these radical changes allow to create new functional margins, enabling to make the system even better. The aim of this thesis work is, on the one hand, to propose a methodological framework for the conceptual design of radically innovative power system architectures. This implies tomorrow’s needs specification, strongly innovative architecture generation and best architectures selection. Based on a systems engineering approach, as well as state of the art techniques in the domain of creativity (KCP, Brainwritting, KJ Diagram), concepts combination (morphological matrix) or mutlicriteria decision making (TOPSIS, MAUT), an original approach has been proposed. On the other hand, this methodology has been implemented in an industrial framework in the case of a helicopter engine fuel system at Safran Helicopter Engines. This has enabled to obtain a return of experience on the industrial application of this methodology. A tool has been developed using Microsoft Excel for the industrial deployment of the methodology.
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Traffic Modeling and Control at Intelligent Intersections : Time Delay and Fuel Consumption Optimization / Modélisation et contrôle du trafic aux intersections intelligentes : L'optimisation du temps de retard et de la consommation de carburantLi, Jinjian 07 February 2017 (has links)
La congestion du trafic dans nos villes est un problème qui entrave la qualité de vie. L'intersection est un endroit où les congestions se produisent le plus fréquemment. Par conséquent, au lieu d'étendre les infrastructures, il serait plus intéressant économiquement de s’ocupper de la résolution du problème des retards en développant les stratégies de contrôle de la circulation.Les travaux de cette thèse concerne l’étude des intersections dites « intelligentes » dépourvues de feux de signalisation, et où la coopération est réalisée à partir de la communication véhicule-infrastructure (V2I). L’objectif étant de proposer une modélisation coopérative de ces intersections visant à réduire à la fois les temps de retards et la consommation de carburant.La méthode de résolution du problème comporte deux volets principaux. Le premier volet concerne l'itinéraire devant être choisi par les véhicules pour arriver à leur destination à partir d’un point de départ. Le deuxième volet étant les procédures coopératives proposées afin de permettre aux véhicules de passer rapidement et économiquement à travers chaque intersection. D'une part, selon les informations envoyées en temps réel par les véhicules via la communication V2I à l’intérieur d’une zone de communication, chaque intersection exécute un algorithme soit de « Programmation Dynamique » soit de « Colonie d'Abeilles Artificielles » suivant la taille du trafic et ceci afin de donner aux véhicules l’ordre de passage minimisant le temps de retard dans les intersections. D'autre part, et après avoir reçu l’ordre de passage, chaque véhicule doit calculer son profil optimal de vitesse lui assurant une consommation minimale de carburant.Une série de simulations a ainsi été exécutée sous différents volumes de trafic afin de montrer la robustesse et la performance des méthodes proposées. Les résultats ont aussi été comparés avec d'autres méthodes de contrôle de la littérature et leur efficacité a ainsi été validée. / The traffic congestion is one of the most serious problems limiting the improvement of standing of life. The intersection is a place where the jams occur the most frequently. Therefore, it is more effective and economical to relieve the problem of the heavy traffic delays by ameliorating the traffic control strategies, instead of extending the infrastructures.The proposed method is a cooperative modeling to solve the problem of reducing traffic delays and decreasing fuel consumption simultaneously in a network of intersections without traffic lights, where the cooperation is executed based on the connection of Vehicle-to-Infrastructure (V2I). The resolution contains two main steps. The first step concerns the itinerary. An itinerary presents a list of intersections chosen by vehicles to arrive at their destinations from their origins. The second step is related to the following proposed cooperative procedures to make vehicles to pass through each intersection rapidly and economically: on the one hand, according to the real-time information sent by vehicles in the edge of the communication zone via V2I, each intersection applies Dynamic Programming (DP) or Artificial Bee Colony (ABC) to cooperatively optimize the vehicle passing sequence in intersection with the minimal time delay under the relevant safety constraints; on the other hand, after receiving this sequence, each vehicle finds the optimal speed profiles with the minimal fuel consumption by an exhaustive search.A series of simulation are executed under different traffic volumes to present the performance of proposed method. The results are compared with other control methods and research papers to prove the our new traffic control strategy.
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Etude expérimentale de la combustion HCCI par l’ajout d’espèces chimiques oxydantes minoritaires / Experimental study of the HCCI combustion through the use of minor oxidizing chemical speciesMasurier, Jean-Baptiste 08 June 2016 (has links)
Dans le but de réduire la consommation en carburant, les émissions de CO2 et les polluants tout en maintenant le haut rendement des moteurs, de nouveaux modes de combustions ont été étudiés et sont d’excellents candidats pour remplacer les moteurs conventionnels. En particulier, le mode HCCI a montré une excellente aptitude pour répondre à ces objectifs. Néanmoins, en dépit de ses avantages, de nombreux challenges sont à surmonter avant de permettre le développement de tels moteurs. Parmi eux, obtenir un contrôle efficace de la totalité de ce processus de combustion sur un large domaine d’utilisation demeure le principal défi. Ces travaux de thèse s’intéressent à l’utilisation des espèces chimiques oxydantes comme un moyen robuste de contrôle de la combustion HCCI. En raison de ces fortes propriétés oxydantes, l’ozone a été la principale molécule étudié. De plus, son intérêt est renforcé par le fait que l’ozone peut être produit au sein d’un véhicule au moyen de petits générateurs, mais cela peut aussi produire des oxydes d’azote. Ces recherches ont été effectuées au moyen d’un banc moteur monocylindre HCCI et couplées avec des simulations de cinétique chimique. Les deux principaux objectifs ont été : (1) Evaluer le potentiel d’utilisation d’un générateur d’ozone pour contrôler la combustion HCCI. L’impact de plusieurs espèces chimiques oxydantes, ozone and NOx, a été étudié sur la combustion de l’isooctane. De plus, un contrôle dynamique a été mis en place avec succès. (2) Comparer l’influence de l’ozone sur la combustion de l’isooctane et de carburants alternatifs. Des carburants à forte teneur en méthane et des alcools ont été étudiés en raison de leur forte résistance à l’autoinflammation et de leur structure chimique. / To reduce the fuel consumption, CO2 emissions and pollutant emissions while keep improving thermal efficiency of engines, alternative combustion modes are being investigated as good candidates to replace spark-ignited and diesel engines. In particular, Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI) engines have proven their potential to meet these requirements. However, despite of these advantages, several challenges remain to be addressed prior to the widespread implementation of HCCI engines. Among them, the control of the overall combustion process in such an engine over the full operating range is still considered as the main challenge to overcome. The present work introduces the use of oxidizing chemical species seeded in the intake system as a robust control technique for HCCI combustion process. In particular, ozone was examined due to its strong oxidizing characteristics. Moreover, ozone can be easily produced on-board a real vehicle from the intake oxygen thanks to small ozone generators, but can also lead to the production of NOx. Investigations were carried out using a single-cylinder HCCI engine and kinetics computation analysis. The two main objectives of this work are: (1) Evaluate the potential of using ozone generator to control the HCCI combustion. Along these lines, the interaction between NOx and ozone was investigated for isooctane as fuel and a real time control of the HCCI combustion was implemented and successfully tested. (2) Compare the influence of ozone on the combustion of isooctane and alternative fuels. Methane-based fuels (methane/propane and methane/hydrogen mixtures) and alcohols (methanol, ethanol, n-butanol) were selected due to their higher resistance to autoignition and their different chemical structure.
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Préparation et évaluation de catalyseurs pour la conversion du méthanol en carburants / Preparation and assessment of methanol-to-fuel catalystsLacarriere, Antoine 19 September 2011 (has links)
La conversion du méthanol par les zéolithes est l'une des applications les plus prometteuses pour l'obtention d'hydrocarbures (oléfines, essences, gasoils) à partir de sources alternatives au pétrole (gaz naturel, charbon, biomasse). Dans cette thèse, un procédé catalytique multi-étapes permettant la conversion du méthanol en hydrocarbures à longue chaîne a été imaginé.Le méthanol est converti en oléfines légères par différents catalyseurs zéolithiques dans un réacteur à lit fixe sous flux continu et en phase gazeuse. L'utilisation de la ferrierite dessilicatée, de la chabazite désaluminée, de la MCM-22 et de la MCM-36 est détaillée. Les oléfines inférieures sont ensuite oligomérisées. L'oligomérisation de l'éthylène catalysée par des solides mésoporeux de type MCM-41 échangés au nickel et la co-oligomérisation des oléfines inférieures par catalyse acide sur H-MCM-41 ont été étudiées. Ces réactions ont été mises en oeuvre dans un autoclave semi-continu de type slurry. / Methanol conversion into hydrocarbons (olefins, gasoline and diesel fuel) over zeolites is one of the most promising applications involving non-oil based sources (natural gas, coal, and biomass). In this thesis, a multi-step catalytic process for converting methanol into long-chain hydrocarbons has been designed.Methanol was converted into light olefins by different zeolitic catalysts in a fixed bed reactor under continuous flow in gas phase. The use of dessilicated ferrierite, dealuminated chabazite, MCM-22 and MCM-36 has been investigated. Then, the lower olefins were oligomerized. The oligomerization of ethylene catalyzed by nickel exchanged mesoporous MCM-41 and co-oligomerization of lower olefins by H-MCM-41 acid catalyst were studied. These reactions were performed in a gas-slurry reactor operating in semi-batch mode.
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Price dispersion and consumer search : Evidence from the retail gasoline market and the supermarket industry in France / Recherche des consommateurs et dispersion des prix : analyses du marché des carburants et de la grande distribution en FranceChamayou, Etienne 21 September 2017 (has links)
Cette thèse est un travail empirique sur la dispersion des prix, c'est-à-dire le fait qu'un bien identique puisse être vendu à des prix différents, en violation de la célèbre loi du prix unique. L'approche s'inscrit dans une littérature initiée par Stigler (1961), qui note que "la dispersion des prix est (...) la mesure de l'ignorance dans le marché". Il en découle que de simples observations de prix peuvent révéler beaucoup d'information sur le fonctionnement d'un marché.Le premier chapitre étudie l'impact de la création d'une enseigne à bas prix sur le marché français de la distribution de carburant. Cette création implique que de nombreuses stations sont confrontées à une baisse de prix importante d'un proche concurrent. La réaction agrégée mesurée au niveau national est faible, mais masque des hausses et des baisses en proportions équivalentes. L'hétérogénéité des réactions souligne l'importante segmentation du marché. Le second chapitre, utilisant le même jeu de de données, examine la pertinence de modèles qui identifient la dispersion des prix à des équilibres en stratégies mixtes. Empiriquement, on observe que l'ordre des prix des stations concurrentes tend en effet à varier dans le temps, et que sa volatilité croit lorsque la distance qui sépare les points de vente augmente. La dispersion est donc croissante d'un coût recherche supporté par les consommateurs. Par ailleurs, l'enseigne des stations détermine largement leur stratégie de prix. Les stations qui pratiquent les prix les plus bas sont relativement plus susceptibles de maintenir des prix parfaitement alignés sur ceux des proches concurrents, tandis que la dispersion mesurée entre les stations plus onéreuses est corrélée positivement avec le coût du diesel et le nombre de stations présentes sur le marché. Ainsi, les résultats renforcent la thèse de la coexistence d'un marché proche d'une concurrence à la Bertrand avec un marché moins concurrentiel, où des stations tirent parti de frictions importantes.Le dernier chapitre s'intéresse à la grande distribution, s'appuyant sur des données collectées sur un comparateur de prix en ligne. J'observe que les comparaisons réalisées entre chaînes de magasins par le site sont relativement peu informatives compte tenu de l'hétérogénéité des résultats au niveau local. L'échantillon de produits retenu peut en outre conduire à des résultats largement différents. La volatilité des comparaisons augmente avec la distance séparant les supermarchés, ce qui, comme dans le cas du carburant, dénote la présence de coûts de recherche. A l'échelle locale, le niveau des prix ne croit pas avec la concentration approximée par les parts de marché, ce qui conduit à remettre en question la pertinence de cet indicateur en matière de politique publique. La dispersion est positivement corrélée au niveau des prix, ce qui suggère que l'imperfection de l'information permet effectivement aux supermarchés de pratiquer des prix plus élevés qu'en concurrence parfaite. / This thesis is an empirical study of price dispersion, namely the fact that a homogenous good can typically be purchased at various prices, in violation of the famous law of one price. The approach belongs to a literature initiated by Stigler (1961), which notes that “price dispersion is (...) the measure of ignorance in the market”. A noteworthy consequence is that simple price observations can be very informative about competition in a market.The first chapter analyses the impact of the creation of a discount chain on the French retail gasoline market. This creation implies that many gas stations are confronted with a sharp price decrease by a competitor. The aggregate reaction, measured at the national level, is weak but it conceals increases and decreases in equivalent proportions The heterogeneity of measured reactions highlights an important market segmentation. Using the same data, the second chapter explores the relevance of models which identify price dispersion with an equilibrium in mixed strategies. Empirically, the rank of competing gas stations is indeed observed to vary over time, and its volatility is positively correlated with the distance that separates the outlets. Dispersion thus increases with a search cost incurred by customers. The chain affiliation of gas stations largely determines their pricing strategies. Retailers which have low price policies are more likely than others to keep prices aligned with nearby competitors, while dispersion measured between more expensive gas stations is positively correlated with diesel cost and the number of sellers in the market. Results thus provide further support the coexistence of a market close to Bertrand competition with a less competitive market, where gas stations take advantage of significant frictions.The last chapter focuses on grocery stores, using data collected from an online price comparison website. Aggregate national chain comparisons that are displayed on the website are found to provide information of little value to consumers given the heterogeneity observed within store level comparison results. These can furthermore vary significantly depending on the set of compared products. Volatility tends to increase with the distance that separates supermarkets, which, as in the case of gasoline, suggests that search cost influence competition. Within local markets, the measured concentration is negatively correlated with price levels, which leads to question its effective relevance in terms of public policies. Price dispersion is found to increase with market price levels, which is consistent with sellers taking advantage of consumer search costs to post higher prices.
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Modélisation analytique et numérique de la cavité interne d'un injecteur rotatif fronde pour turbines à gazMatteï, Jérémie Hugo 16 April 2018 (has links)
La maîtrise effectuée au laboratoire de Combustion de l'Université Laval s'est inscrite dans un projet de conception d'un nouveau système de combustion pour de petites turbines à gaz, intégrant un atomiseur rotatif dénommé atomiseur fronde ou plus communément slinger. Ce projet est proposé et en partie financé par Pratt & Whitney Canada (P&WC). L'objectif final est de fournir un système d'injection de carburant simple, peu coûteux, léger et efficace, grâce à la suppression - permise par l'atomiseur rotatif centrifuge - de la pompe à carburant à haute pression. La maîtrise se situant dans la première phase du projet, les travaux réalisés se sont donc concentrés au niveau de la section interne de l'atomiseur où le carburant est encore sous forme de jet puis de film liquide, c'est-à-dire avant sa désintégration dans la zone primaire de la chambre de combustion. Les objectifs propres à cette maîtrise comprenaient : (1) la modélisation analytique du système d'alimentation du carburant dans la cavité au regard des phénomènes physiques s'y déroulant (chute de pression, écoulement transversal), (2) la modélisation par Mécanique des Fluides Numérique (MFN) du film liquide sur la paroi de l'atomiseur en rotation dans le but d'évaluer l'épaisseur de film (paramètre influençant directement la qualité de Tatomisation et dès lors la future combustion) avant Tatomisation. Concernant le système d'alimentation en carburant, une configuration optimale en termes de nombre, de diamètre et de forme de trous a été déterminée en garantissant théoriquement un jet jusqu'à impact sur l'atomiseur. Quant aux simulations numériques exécutées avec le code de calcul FLUENTMD, elles ont abouti à la validation du code vis-à-vis de la prédiction de l'épaisseur de film liquide se développant sur un disque plat rotatif. Une légère sous-estimation systématique a été observée due à la non prise en compte de l'effet de glissement dans le code. Enfin, diverses simulations sur la géométrie réelle simplifiée proposée par P&WC ont servi à déceler certaines limitations du code, reliées à l'effort numérique conséquent imposé par le modèle multiphase Volume de Fluide (VOF ou Volume of Fluid). Le présent mémoire se termine sur une série de recommandations pour les futures recherches, dans l'optique d'obtenir à terme un outil numérique fiable à l'égard de la prédiction de l'épaisseur de film liquide sur la surface rotative de l'atomiseur fronde.
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Design of a shock-Induced Combustion experiment in an axisymmetric configuration with hydrogen injectionVerreault, Jimmy 12 April 2018 (has links)
Ce travail présente la conception d'une expérience de combustion induite par choc. Ce type de combustion est utilisé pour la propulsion des avions voyageant plus rapidement que Mach 5, qui est le sujet de cet étude, mais survient également, par exemple, dans le lancement de projectile à haute vitesse (accélérateur dynamique). Une configuration conique à deux angles a été utilisée et quatre géométries d'injection ont été considérées: une surface conique, une configuration à double étage avec espacement rectangulaire, une rampe cylindrique et une rampe en forme de double coin. Les conditions du carburant et de l'écoulement libre ont aussi été modifiées. Quatre paramètres ont été étudiés: la hauteur de pénétration du carburant, le rendement de mélange, le contrôle de l'allumage prématuré et l'interaction entre l'onde de choc et la couche limite. Les simulations numériques ont été exécutées avec le code FLUENT®. Les équations Navier-Stokes tridimensionnelles moyennées par Favre ont été résolues en utilisant le modèle de turbulence SST k — u> développé par Menter. L'oxydation de l'hydrogène a été modelée par le mécanisme de réaction Jachimowski, qui inclut 9 espèces et 20 réactions. Une relation a été dérivée afin de prédire la hauteur de pénétration du carburant à la fin de la région de mélange. De l'étude de mélange, la rampe cylindrique a généré le meilleur champ d'écoulement pour accomplir la combustion induite par choc, puisqu'elle a procuré le meilleur rendement de mélange, elle a prévenu l'allumage prématuré et elle a dispersé le carburant loin de la surface. La partie réactive a révélé que la combustion du mélange a pu être initiée par la deuxième onde de choc, et que la zone subsonique dans la région de combustion a réduit la longueur d'induction. / This work presents a design for a shock-induced combustion experiment. This type of combustion occurs in aircraft engines flying faster than Mach 5, which is the topic of this study, but also occurs, for example, in high-speed projectile launching (ram accelerators). A two-angle cone configuration was used and four injector geometries were considered: a conical surface, a dual-stage configuration with rectangular gaps, a cylindrical ramp and a double-wedge ramp. The fuel as well as the freestream conditions were also varied. Four parameters were investigated: the fuel penetration height, the mixing efficiency, the control of premature ignition and the shock wave / boundary layer interaction. The numerical calculations were performed with the FLUENT® code. The three-dimensional Favre-averaged Navier-Stokes equations were solved employing the Menter SST k — u turbulence model. The hydrogen/oxygen combustion was modelled with a 9 species and 20 reactions Jachimowski reaction mechanism. A relation was derived to predict the fuel penetration height at the end of the mixing region. From the mixing study, the cylindrical ramp injector gave the best flowfield for shock-induced combustion since it provided the best mixing efficiency, prevented premature ignition and dispersed the fuel far from the wall. The combustion modelling revealed that combustion can be initiated by the second shock wave, and that the subsonic zone in the combustion region reduced the induction length.
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