Simulation monodimensionnelle des émissions d`oxydes d`azote et

IFP
Département de Modélisation et Simulation Systèmes
Simulation monodimensionnelle des émissions
d'oxydes d'azote et de monoxyde de carbone
issues de la chambre de combustion d'un
moteur Diesel.
Rapport de stage
Auteur : BERNARD Guillaume
Maître de stage : LEBAS Romain
Paris, 15 septembre 2008
Résumé
Ce rapport rend compte d'un stage de 5ème année d'une durée de 6 mois effectué à
l'IFP (anciennement Institut Français du Pétrole) à Rueil-Malmaison (92). L'IFP est un
centre de recherche scientifique et de développement industriel, de formation et d'information
dans les domaines des hydrocarbures, de leurs utilisations en particulier par les véhicules et
des nouvelles technologies de l'énergie et de l'environnement.
Ce stage à pour sujet la modélisation 0D de la combustion Diesel et plus
particulièrement la modélisation des oxydes d'azote et du monoxyde de carbone au sein de la
chambre de combustion. L'IFP a développé un modèle de combustion prédictif basé sur les
travaux de BARBA pour la librairie IFP-Engine de la plateforme AMESim. C'est sur ce
modèle de combustion qu'a été implémenté un nouveau modèle de polluant. Le premier
objectif de ce stage a été de calibrer le modèle de combustion grâce à différentes simulations
comparées à des données issues d'essais. Le second objectif de ce stage a été de calibrer le
nouveau modèle de polluants. Finalement nous avons analyser les différents résultats obtenus
par notre modèle, et ainsi valider notre premier modèle permettant de connaître l'évolution
des concentrations d'oxydes d'azote et du monoxyde de carbone dans une chambre de
combustion Diesel.
Successivement seront donc abordées la présentation de l'entreprise, la théorie afin
d'appréhender le domaine moteur, la présentation du logiciel LMS Imagin.lab, la
présentation des modèles de combustion Diesel, en particulier le modèle s'appuyant sur les
travaux de BARBA, ainsi que le modèle de polluants implémenter, et enfin la validation de
notre modèle de combustion et de polluant. Nous conclurons en essayant de dégager les
principaux résultats obtenus durant ce stage.
Abstract
This report deals with a 6 months placement in the IFP ( French Petroleum Institute)
in Rueil-Malmaison (92). IFP is a scientific research and industrial development, training,
and information services center active in the fields of oil & natural gas, their use, in
particular by vehicles, and new energy and environmental technologies.
This placement deals with the 0D modelling of the Diesel combustion and particularly
on the carbon monoxide and nitrogen oxides modelisation in the combustion chamber . The
IFP has developed a new predictive combustion model based on the work of BARBA for the
IFP-Engine library of the AMESim platform. It's on this model of combustion that we have
implemented a new pollutant's model. The first goal of this placement was to fit the
combustion's model owing to the comparison between our model and experimental data. The
second goal was to fit the new model of pollutant. Finally, we have analysed our results by
comparison with experimental results. Thus our first pollutant's model capable of predicting
the nitrogen oxides and carbon monoxide concentration 's evolution in a Diesel combustion
chamber has been validated.
Successively this report will deal with the presentation of the company, the theory
associated with motors, the presentation of the Diesel combustion models, particularly the
model base on the work of BARBA, and the pollutant's model implemented and finally the
validation of combustion's and pollutant's model. We will conclude in trying to emphasize the
principal results obtained during this placement.