Etude d’une tuyére a section variables pour différents nombre de Mach

Abstract

La conception des tuyères supersoniques reste un domaine assez vaste avec des sujets de recherches riches en progression, tels que l’amélioration de la manœuvrabilité et la furtivité des aéronefs de combat via l’obtention d’une poussée maximale par l’intermédiaire de la conception de la tuyère. A partir de cette étude de calcul de l’écoulement supersonique dans la tuyère convergente-divergente avec l’hypothèse d’un gaz parfait et dans le cadre d’un gaz thermiquement et calorifiquement parfait. On a pu avoir nos résultats d’après : -Le programme de calcul numérique, qui permet de déterminer par une méthode développée en collaboration, les formes de profils des tuyères supersoniques donnant à la sortie un écoulement uniforme et parallèle, et le calcul des paramètres thermodynamiques à travers la tuyère. -La simulation numérique qu’on a réalisée par le code fluent pour le cas bidimensionnelle dans le cadre d’un gaz parfait. A la fin on peut citer les points suivants :  Le choix du nombre de Mach de sortie influe sur la conception de celle-ci de sorte qu’un nombre de Mach de sortie plus élevé demande une taille de tuyère plus ample.  La plus petite longueur de tuyères est obtenue dans le cas d’une tuyère à corps central.  Tous les paramètres et autres peuvent être déterminés en fonction du nombre de Mach à la sortie MS et le rapport des chaleurs spécifiques �du gaz utilisé pour le modèle GP.  La variation des paramètres thermodynamiques contribue au choix du matériau de construction de la tuyère. Après une recherche bibliographique assez poussée dans le domaine de la conception des tuyères supersoniques tout au long de notre étude, nous remarquons que différents documents et travaux publiés du domaine traitent le modèle du gaz parfait à chaleurs spécifiques Cp et Cv constantes] pour différentes configurations de tuyères, tel que nous l’avons effectué dans ce mémoire pour la tuyère à corps central de type à bouchon. Cependant, l’hypothèse du gaz parfait devient irrecevable en ce qui concerne le comportement réel du gaz lorsque la température génératrice est élevée, dépassant les 1000 K. De ce fait, le modèle mathématique de calcul nécessite une reconsidération tout en tenant compte de la variation de température, d’où la nouvelle dénomination « modèle du gaz parfait à haute température ». Il faut noter qu’au niveau de la conservation de la masse et de la quantité de mouvement, il n’y a pas de changement quelconque sauf pour la conservation de l’énergie.57 L’application des tuyères dimensionnées sur la base des hypothèses d’un gaz parfait au cours des expériences aéronautiques, quand la chambre de combustion génère des températures élevées, donne des résultats concernant les performances convoités par la tuyère, avec des valeurs différentes de celles définies par le calcul. Nous proposons alors en tant que sujet de mémoire future de faire la conception du même type de tuyères, en développant un modèle mathématique qui va tenir compte de la température et la pression, et ainsi en apportant des modifications à l’étude que nous avons établie. Enfin, nous dirons que ce travail nous a permis de bien comprendre le comportement des écoulements compressibles dans les tuyères supersoniques, ainsi de manipuler un code très puissant qui offre des recherches à moindre coût. A l’issue de ce travail de nombreuses perspectives apparaissent, nous espérons de faire une étude plus détaillés du cas tridimensionnel, avec une étude d’un cas turbulent. Il nous semble intéressant d’introduire d’autres paramètres influents sur la structure de l’écoulement tel que les parois perforées et le changement brusque de la section.