Effet du gaz haute température sur l’écoulement dans les tuyères supersoniques

Abstract

Résumé L’objectif primordial de ce projet est d’étudier l’effet, à haute température, de l’utilisation des gaz (autres que l’air) sur la conception et les performances des tuyèressupersoniques selon la méthode des caractéristiques(MOC). Pour mener à bien cette étude et parvenir à l’objectif visé, notre travail a été réparti en deux parties : La première partie consistait à développer un programme de calcul numérique(Fortran) permettant de faire la conception à haute température des tuyères supersoniques donnant à la sortie un écoulement uniforme et parallèle, appelée par tuyère à détente centrée (Minimum Length Nozzle - MLN) bidimensionnelle, en jouant sur l’utilisation des différents gaz possible de propulsion. Une étude thermochimique de la combustion des ergols liquides les plus utilisées et populaires dans le domaine spatial (satellites et lanceurs) a été effectué à cette fin. L’application a été faite pour H20 (gaz), CO2, H2, CO, N2 et l’air. En outre une étude de l’erreur a été faite pour chaque substance avec l’air. La deuxième partie consistait à simuler l’écoulement au travers de cette tuyère par l’utilisation du code de calcul Ansys-Fluent 16.2. L’application est faite pour l’air.

Abstract The main objective of this project is to study the effect, at high temperature, of the use of gases (other than air) on the design and performance of supersonic nozzles using the characteristics method (MOC). In order to carry out this study and achieve the objective, our work was divided into two parts: The first part consisted in developing a numerical calculation program (Fortran) allowing the design of high-temperature supersonic nozzles The output a uniform and parallel flow, called a two-dimensional Minimum Length Nozzle (MLN), playing on the use of different possible gas propulsion. A thermochemical study of the combustion of the most used liquid propellants on the satellites and launch vehicles was carried out for this purpose. The application was made for H20 (gas), CO2, H2, CO, N2 and air. In addition a study of the error was made for each substance with air. The second part consisted of simulating the flow through this nozzle by using an Ansys-Fluent 16.2 calculation code. The application is made for air.