Projet ANR-12-BS09-0018 – SMART-LECT : Modélisation de la formation des suies et des transferts radiatifs pour les technologies de chambres de combustion aéronautiques à faibles émissions polluantes
Programme : Blanc - SIMI 9 - Sciences de l'Ingénierie, Matériaux, Procédés, Energie (Blanc SIMI 9) 2012
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Monsieur Daniel GAFFIÉ (ONERA)
Partenaires : Centre de Recherche d'Albi en Génie des Procédés des Solides Divisés, de l'Énergie et de l'Environnement; Société Civile CERFACS; Centre d'Energétique et de Thermique de Lyon; Office national d'études et de recherches aérospatiales
Montant : 597984.0 euros
Date de début : 2012
Durée : 48 mois
Résumé : L’objectif du projet SMART-LECT est de mettre en commun et de consolider les compétences scientifiques acquises sur le plan national dans le domaine de la compréhension et de la caractérisation des mécanismes physicochimiques qui interagissent dans les foyers de combustion de type aéronautique. Ce projet de recherche – qui doit contribuer à améliorer les plateformes logicielles à caractère multiphysique classiquement utilisées par les différents acteurs du secteur aéronautique – s’inscrit dans la démarche engagée conjointement par les motoristes et les organismes de recherche afin d’assurer un meilleur contrôle des émissions polluantes produites par l’activité aérienne civile et militaire. Ceci concerne aussi bien l’amélioration des moteurs en service que de ceux à venir.
Ce projet est à caractère théorique et numérique. Il est fondé sur le développement et la validation de modèles avancés, dédiés à la représentation des émissions d’oxydes d’azote (NOx) et des processus de formation des suies, en présence de transferts radiatifs. Il doit notamment contribuer à améliorer la précision du calcul de la température au sein des foyers, paramètre au cœur des couplages entre les différents mécanismes de production de ces espèces. Ceci constitue aussi un enjeu majeur, du point de vue industriel, puisqu’il a un impact significatif sur la durée de vie des parties chaudes des moteurs.
Un des aspects importants et originaux du projet sera la réalisation, sur la géométrie d’un secteur de chambre industrielle réelle, de simulations numériques croisées, à l’aide d’outils de calcul disponibles au CERFACS et à l’ONERA, de type Simulations aux Grandes Echelles (SGE), couplées au rayonnement et à la chimie détaillée des polluants. Les résultats de ces modélisations seront confrontés à des données expérimentales via l’exploitation de mesures mises à la disposition des partenaires du projet par l’ONERA (et obtenues dans le cadre du programme TLC).
A l’issue du projet SMART-LECT, des outils de simulation d’écoulement instationnaires réactifs et turbulents, bénéficiant de modélisations avancées en termes de prise en compte de la chimie complexe de formation des suies et des oxydes d’azote et de couplage avec les transferts radiatifs, auront été mis en place et confrontées à des données expérimentales. Un des challenges de l’étude sera de construire des modules logiciels permettant d’accéder à une représentation précise de ces phénomènes, tout en demeurant compatibles avec les contraintes industrielles en termes de coût de calcul et d’occupation mémoire (l’espace mémoire est souvent limité lorsque des machines massivement parallèles sont utilisées pour traiter ce type de problème).