Numerical simulation of solid propellant motor filling
Modélisation du remplissage en propergol de moteur a propulsion solide
Résumé
This thesis proposes a numerical modelling of solid propellant motor filling which make possible to take into account several fluids. The diphasic Navier-Stokes equations resolution is ensured by an algorithm composed by an Augmented Lagrangian method corrected by a vectorial projection method. The interface transport is ensured by following an interface on a fixed grid, using the VOF-PLIC method. The methodology is validated, on experimental model. The segregation of the particles present in propellant is taken into account by the Phillips model. This model is then validated with a particle charged ow in a channel. The interest of the numerical simulation is emphasized for the large propulsion case thanks to the study of an ARIANE V booster rockets filling taking into account a defect of filling.
Cette thèse propose une modélisation numérique du remplissage en propergol de moteur a propulsion solide permettant de prendre en compte plusieurs fluides. La résolution des équations de Navier-Stokes di-phasiques est assurée par une méthode composée d'une première étape utilisant la méthode du Lagrangien Augmente corrigé par une méthode de projection vectorielle. Le transport d'interface est assuré par un suivi d'interface volumique sur maillage fixe, la méthode VOF CIAM. La méthodologie est validée, sur des maquettes expérimentales. La ségregation des particules présentes dans le propergol est prise en compte par le modèle de Phillips. Le modèle est alors valide sur l'écoulement dans un canal charge en particules. Les intérêts de la simulation numérique sont mis en avant dans le cas de la grosse propulsion par l'étude du remplissage des boosters d'Ariane V lors d'un cas de panne.