Gouttes Transcritiques Réactives – TRED

TRED vise à étudier les phénomènes fondamentaux qui régissent l’évaporation et la combustion de gouttelettes en régime transcritique. Ces conditions peuvent se vérifier dans les moteurs fusée à ergols liquides utilisant méthane et oxygène comme propergols et un cycle à générateur de gaz comme envisagé dans les futurs lanceurs européens. Malgré de nombreuses études qui ont été réalisées afin de comprendre l’impact de la transition transcritique sur les écoulements réactifs, ces phénomènes restent peu clairs et on se doit de les analyser au niveau de problèmes fondamentaux comme celui de la goutte isolée avant de pouvoir monter en échelle. Il est difficile d’obtenir des diagnostics expérimentaux fins dans les conditions de haute température et pression et la simulation numérique peut jouer un rôle de premier ordre dans ces études. Mais à ce jour il n’existe pas d’approches numériques adaptés pour la simulation fine de ce phénomène. TRED permettra de lever ce verrou avec le mise en place de une approche numérique innovante pour l’étude de phénomènes transcritiques. Un solveur pour la simulation d’écoulements diphasiques compressibles avec changement de phase, basé sur une formulation thermodynamique robuste et cohérente, sera étendu dans TRED afin de pouvoir simuler l’évaporation et la combustion de gouttes en conditions transcritiques. Un grand effort sera dédié à la validation expérimentale avec des données disponibles pour l’évaporation et la combustion transcritiques. Enfin le solveur sera utilisé pour étudier la combustion de gouttes de oxygène dans du méthane lors d’une transition transcritique. Le projet permettra d’embaucher un doctorant et un post-doctorant. Les résultats permettront de lever des verrous sur la nature phénoménologique et sur la modélisation des transitions transcritiques. Suite au projet TRED, la méthode numérique pourra être étendue à la simulation d’échelles plus intéressantes pour les applications moteurs fusées tels que des jets.