Analyse de la structure de la flamme de diffusion H2/O2 et CH4/O2 : Application a une chambre de combustion d'un moteur fusée

Abstract

Ce mémoire de fin d’étude se concentre sur l'étude des moteurs-fusées et des aspects liés aux écoulements à l'aide de la modélisation CFD (Dynamique des Fluides Numérique) . L'objectif principal est d'analyser les performances des injecteurs cryotechniques utilisés dans les systèmes propulsifs à base de H2/O2 et CH4/O2. Ce mémoire de fin d’étude à été consacrée à une étude approfondie de la technologie et à l'analyse de la bibliographie des résultats précédents dans le domaine des réactions H2/O2 et CH4/O2. Cette étape nous a permis de positionner notre recherche dans le contexte approprié, de comprendre les avancées existantes et de guider nos propres simulations numériques . Ces informations préliminaires ont été essentielles pour interpréter nos résultats et formuler des conclusions solides par la suite. La deuxième partie se concentre sur la modélisation CFD des écoulements dans les moteurs-fusées. L'outil de simulation ANSYS Fluent est utilisé pour résoudre les équations de conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l'énergie, en tenant compte des conditions de pression, de température et de débit. Différents modèles de turbulence, tels que le modèle k-ε et le modèle RNG , sont comparés pour évaluer leur capacité des caractéristiques des écoulements complexes dans les moteurs-fusées. Dans la troisième partie de ce mémoire, nous avons effectué une étude de la dynamique des fluides computationnelle (CFD) afin de valider les résultats numériques obtenus précédemment. Pour garantir une comparaison juste, nous avons maintenu les conditions de pression et de température identiques à celles utilisées dans les expériences. En utilisant des logiciels de simulation CFD avancés, nous avons utilisés des modèles numériques représentant les réactions chimiques entre le dihydrogène (H2) et le dioxygène (O2), ainsi qu'entre le méthane (CH4) et le dioxygène (O2). Les résultats de ce mémoire permettront de mieux comprendre les écoulements dans les moteurs-fusées. Cette recherche contribuera également à l'amélioration des performances et de l'efficacité des systèmes propulsifs, ouvrant ainsi la voie à de futures avancées dans le domaine de l'exploration spatiale et des voyages interplanétaires.