Optimisation du comportement de systèmes de combustion à allumage commandé avec préchambre passive par calcul CFD 3D

IFP Energies nouvelles - Mobilité et Systèmes | Ref : Stage R104/2020/n° 8

Stage - Energétique

  • Début

    entre janvier et juin 2020

  • Durée

    5 mois

  • Localisation

    Hauts-de-Seine

  • Indemnité

    Oui


IFP Energies nouvelles est un organisme public de recherche, d’innovation industrielle et de formation intervenant dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. Sa mission est d'apporter aux acteurs publics et à l'industrie des technologies performantes, économiques, propres et durables pour relever les trois grands défis sociétaux du 21e siècle : changement climatique et impacts environnementaux, diversification énergétique et gestion des ressources en eau. Son expertise est internationalement reconnue.

IFP Energies nouvelles poursuit 5 priorités stratégiques, indissociables et complémentaires dans l'accomplissement de sa mission d’intérêt général :

  • Produire à partir de sources renouvelables des carburants, des intermédiaires chimiques et de l'énergie
  • Produire de l’énergie en réduisant l’impact sur l’environnement
  • Développer des transports économes et à faible impact environnemental
  • Produire à partir de ressources fossiles des carburants et intermédiaires chimiques à faible impact environnemental
  • Proposer des technologies respectueuses de l'environnement et repousser les limites actuelles des réserves d'hydrocarbures

Son école d'ingénieurs, partie intégrante d'IFP Energies nouvelles, prépare les générations futures à relever ces défis.

Optimisation du comportement de systèmes de combustion à allumage commandé avec préchambre passive par calcul CFD 3D

Description du sujet :

Dans le cadre du développement des motorisations à allumage commandé à rendement amélioré, IFPEN développe une approche d’allumage par préchambre de combustion passive.

Ce système est dit passif dans le sens où il n’y a pas d’injection de carburant au sein de cette préchambre ; elle ne comporte qu’une source d’allumage classique par bougie. La composition chimique du mélange présent dans la préchambre au moment de l’allumage (rapport air / carburant, taux de gaz brûlés résiduels) dépend donc à la fois de ses caractéristiques de vidange et de remplissage mais aussi de la stratégie d’injection et du targeting de l’injecteur.

Ces conditions chimiques ainsi que les conditions aérodynamiques (vitesse et turbulence) dans la préchambre, sont des paramètres de premier ordre  pour parvenir à une bonne combustion dans la préchambre, et ainsi une combustion rapide à rendement élevé dans la chambre principale.

Partant des résultats d’un stage précédent portant sur l’optimisation géométrique de la préchambre, le sujet proposé consistera à trouver une bonne adéquation entre les paramètres géométriques de la préchambre, le choix de l’injecteur et sa stratégie d’injection ainsi que la géométrie globale de la chambre pour garantir une combustion efficace sur une large plage de points de fonctionnement moteur. L’outil principal utilisé sera la simulation 3D de dynamique des fluides ou CFD (approche RANS, code CONVERGETM).

Le stagiaire sera donc amené à préparer, lancer, suivre et analyser les résultats de calculs CFD instationnaires compressifs et réactifs dans un but de développement de solutions technologiques innovantes pour les moteurs automobiles à allumage commandé.

Profil recherché :

Master 2 ou dernière année d’école d’ingénieur.

  • Connaissances souhaitées : combustion, mécanique des fluides, thermodynamique, énergétique, simulation numérique, moteurs, Connaissance nécessaire d’un langage informatique (Python, Matlab, C++), Linux.

Martin RITTER et Xavier GAUTROT
1&4, avenue de Bois-Preau
92852 - Rueil-Malmaison cedex
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