ariane 5 p230

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2RemerciementsJetienstoutdabordremercierM. AlainMetz, responsabledelasectionarodyna-mique, pour mavoir accueilli lors de ce stage.Jeremercietoutparticulirementmonmatredestage, M. ThierryPvergne, etmontuteurauCERFACS, M. FranckNicoud, pourleursuivi rgulier, leurdisponibilit, leursrponses mes questions et leurs conseils.Je remercie galement M. Olivier Cabrit qui ma encadr durant mon stage, M. MathieuLeyko qui ma permis de construire une analyse des signaux, et lensemble du personnel delquipe Computational uid dynamics du CERFACS.Je tiens remercier M. Franois Vuillot de lONERA sans qui le cas test dit C0 nauraitpas pu tre ralis.34TabledesmatiresIntroductiongnrale 71 Prsentationdustagedendtudes 91.1 Prsentation du propulseur P230 dAriane V. . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.2 Les oscillations de pression. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.3 Description des montages LP6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.3.1 Description des gomtries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.4 Objectif du stage de n dtudes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 Environnementdetravail 172.1 Le groupe SAFRAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.1.1 Prsentation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.1.2 Les branches du groupe SAFRAN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.2 Snecma Propulsion Solide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.2.1 Prsentation de SPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.2.2 Les origines de SPS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.2.3 Les secteurs dactivit de SPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.3 Le CERFACS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.3.1 Prsentation du CERFACS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.3.2 Les domaines dactivit du CERFACS . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.3.3 Les codes de calcul utiliss durant le stage . . . . . . . . . . . . . . . 273 Ralisationdecastests 293.1 Cavit 1D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.1.1 Prsentation du cas test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.1.2 Rsultats obtenus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.1.3 Conclusion du calcul acoustique 1D. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343.2 Onde acoustique nombre de Mach lev. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353.2.1 Prsentation du cas test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353.2.2 Rsultats obtenus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353.2.3 Conclusion du cas test acoustique nombre de Mach lev . . . . . . 373.3 Cas test de Taylor-Culick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3856 TABLE DES MATIRES3.3.1 Prsentation du cas test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383.3.2 Paramtres de simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.3.3 Rsultats analytiques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.3.4 Rsultats obtenus avec AVBP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413.3.5 Conclusion du cas test de Taylor-Culick . . . . . . . . . . . . . . . . . 443.4 Cas test dit C0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453.4.1 Prsentation du cas test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453.4.2 Rsultats obtenus en rgime stationnaire . . . . . . . . . . . . . . . . 463.4.3 Rsultats obtenus avec le forage instationnaire . . . . . . . . . . . . 473.4.4 Conclusion du cas test dit "C0" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.5 Conclusion gnrale sur les cas tests. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544 SimulationduLP6 554.1 Paramtres de calcul et maillage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554.1.1 Hypothses de calcul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554.1.2 Paramtres numriques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564.1.3 Conditions limites et solutions initiales . . . . . . . . . . . . . . . . . 564.1.4 Maillage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584.2 Simulation du LP6 28 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614.2.1 Les rsultats exprimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614.2.2 Les rsultats avec AVSP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624.2.3 Les rsultats avec le maillage grossier . . . . . . . . . . . . . . . . . . 634.2.4 Les rsultats avec le maillage intermdiaire. . . . . . . . . . . . . . . 654.2.5 Les rsultats avec le maillage n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684.2.6 Conclusion du calcul LP6 28. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 714.3 Simulation du LP6 25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 724.3.1 Les rsultats exprimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 724.3.2 Les rsultats avec AVSP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744.3.3 Les rsultats avec le maillage intermdiaire. . . . . . . . . . . . . . . 754.3.4 Les rsultats avec le maillage n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784.3.5 Conclusion du calcul LP6 25. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 805 Conclusiongnrale 81Bibliographie 81Annexes 84ACalculdesamplitudesdesoscillations 85IntroductiongnraleLes gros propulseurs propergol solide sont parfois le sige dinstabilits aroacoustiquesqui rsultentduncouplageentrelcoulementdesgazbrlsetlesmodespropresacous-tiques de la chambre de combustion. Lors du fonctionnement du propulseur, ces instabilitsentranentlapparitiondOscillationsDePression(ODP)qui induisentdesoscillationsdepoussepouvantmettreenprillintgritdelachargeutile.Cesinstabilitssonttudiesdepuis plus dune quinzaine dannes, que ce soit numriquement ou exprimentalement. Parexemple, lONERA (Oce National dtudes et de Recherches Arospatiales) a eectu denombreusesmaquetteslchelleunquinzimeandelesreproduire, decomprendreleurorigine et de les rduire. Aujourdhui, ltude se concentre surtout sur la capacit des codesde calcul actuels reproduire ces phnomnes.De son ct, Snecma propulsion Solide (SPS) travaille galement sur la simulation num-rique des oscillations de pression, mais dans loptique dun couplage avec la dynamique de lastructure du propulseur, an daboutir une prvision able des oscillations de pousse quien rsultent. Jusqu prsent, seules des mthodes de type RANS (Reynolds Average NavierStockes)onttutilises, maisellessontpeuadapteslareproductiondephnomnesinstationnaires. Les rsultats obtenus par Snecma Propulsion Solide ne sont pas entirementsatisfaisants (bonne capture des modes propres des oscillations mais pas de leur amplitude).Snecma Propulsion Solide a donc sollicit le Centre Europen de Recherche et de Forma-tionAvanceenCalculScientique(CERFACS)andvaluerlepotentielduneapprochede Simulation aux Grandes chelles (LES) pour les oscillations de pression.78 TABLE DES MATIRESChapitre1Prsentationdustagedendtudes1.1 PrsentationdupropulseurP230dArianeVFig. 1.1 Moteur Propergol Solide P230 dAriane 5Ariane 5 est un lanceur de lAgence Spatiale Europenne (ESA), opr par Arianespace,conupourplacerdessatellitessurorbitegostationnaireetdeschargesenorbitebasse.Successeur dAriane 4, il tait prvu au dbut de sa conception quil puisse mettre en orbitela navette europenne Herms. Il est construit par un consortium dentreprises europennessous la matrise doeuvre dEADS Astrium.Plusieurs versions ont t dveloppes : dans sa version la plus rcente, il est capable deplacer jusqu 9,6 tonnes de charge utile en orbite de transfert gostationnaire et 20 tonnesen orbite basse.LemoteurVulcaindeSnecma,allumlinstantH0,dlivre1145kN(115tonnes)depousseltageprincipaldulanceur(EPC)pendantles10premiresminutesdevol.LesMoteurs PropulsionSolide(MPS), de670tonnes depoussechacun(pousseunitairemaximumdanslevidede6700kN), sontallumsH0+7secondesetfournissentplus910 CHAPITRE 1. PRSENTATION DU STAGE DE FIN DTUDESde 90 % de la pousse au dcollage dAriane 5. Ils fonctionnent pendant les deux premiresminutes de vol. Europropulsion, qui est en charge du dveloppement et de la production desMPS, a con la socit Snecma Propulsion Solide la responsabilit de la tuyre mobile etdu corps de propulseur en acier des deux moteurs.LesMPSsontdesmoteurspropergol solide, dixfoispluspuissantsqueceuxralissjusque-lparlindustrieeuropenne, mesurant27mtresdelongpourundiamtrede3mtres. Compte tenu de leurs dimensions et de leur masse, prs de 270 tonnes, ils sont seg-mentsen3parties ;unsegmentavantetdeuxgrossegments,centraletarriredeplusde110 tonnes chacun.1.2 LesoscillationsdepressionLesoscillationsdepressionsontundesproblmesbienconnusdesmoteurspropul-sion solide. Dans ce type de moteur, elles entranent des oscillations de pousse qui peuventconduire des charges dynamiques trs contraignantes pour la structure du lanceur et pourson chargement. Il est donc ncessaire dajouter des systmes damortissement pour protgerla charge utile, ce qui rduit donc la capacit, en terme de masse, du lanceur.Le problme est tudi depuis de nombreuses annes mais les oscillations de pression nesont pas encore contrles, mme si les phnomnes physiques qui sont leur origine sont bienconnus. Les oscillations de pression apparaissent dans la chambre de combustion des moteurspropergol solide, gnralementenndetiretaprsquedesvortexsesoientdveloppsdanslcoulementdesgazbrls.Ilseproduitalorsuncouplageacoustique/dynamique delcoulement qui amplie ces phnomnes instationnaires jusqu ce que les oscillations sta-blissentetsauto-entretiennent. Lesoscillationsapparaissentetdisparaissenttrois, voirequatre reprises durant le vol comme nous le montre la gure 1.2. On appelle ces instants lesboues des oscillations de pression.Fig. 1.2 volution temporelle de la pression au fond avant pour le LP6 25Unmoteurpropulsionsolideestgnralementconstitupartirdepropergol solide,dunestructure,deprotectionsthermiques,dunetuyreetdunsystmedallumage.Pourlesgrospropulseurspropergol solide, lechargementenpropergol estsegmentpourdes1.2. LES OSCILLATIONS DE PRESSION 11raisons technologiques de production. Les vortex, crs dans la chambre de combustion, ontainsi trois origines possibles (voir gure 1.3) (voir rfrence [28]) :Pardtachementtourbillonnairedobstaclequi alieusurlextrmitdesprotectionsthermiques (VSO sur la gure 1.3)Par dtachement tourbillonnaire de paroi qui prend naissance sur la surface des blocsde propergol (VSP sur la gure 1.3)Pardtachementtourbillonnairedanglequistablitauniveaudesanglesdelago-mtrie des blocs de propergol (VSA sur la gure 1.3)Fig.1.3Schmadescriptifdesdtachementstourbillonnairesnereprsentantqueleseg-ment arrire du propulseurLes protections thermiques sont prsentes aux niveaux des faces latrales (au dbut) desblocsdepropergol dansleP230(voirgure1.4). Ellessontutilisespourviterlacom-bustiondecessurfacesdepropergol. Durantlevol, lesprotectionsthermiquesbrlentplus faible vitesse que le propergol, laissant des anneaux dans la chambre de combustion quiagissentcommeunobstaclepourlcoulement. Quandunegrandepartiedupropergol estbrule et aprs que le premier bloc a termin de brler, ces anneaux sont le lieu dune zonede cisaillement qui est lorigine des dtachements tourbillonnaires dobstacles.12 CHAPITRE 1. PRSENTATION DU STAGE DE FIN DTUDESLinteractionentrelarodynamiqueetlacoustique, qui estaucoeurducaractreautoentretenudesoscillationsdepression, sefaitparunebouclederetour, commelillustrelagure1.3. Eneet, lesoscillationsdepressionsamplientlorsquelesdtachementstour-billonnaires sont en phase avec les modes propres du propulseur.Fig. 1.4 Schma descriptif dun moteur propulsion solide P230 dAriane V1.3. DESCRIPTION DES MONTAGES LP6 131.3 DescriptiondesmontagesLP61.3.1 DescriptiondesgomtriesLe montage LP6 a t ralis par lONERA dans le cadre R&T CNES sur les oscillationsdepressiondupropulseurdappointP230dArianeV. Il sedclineenplusieursversionsdont seules les 25 et 28 seront prsentes. Toutes ces versions ont des congurations (gom-trie, pressiondefonctionnement, prsencedeprotectionsthermiquesounon)relativementproches.Le LP6 est une maquette lchelle un quinzime dont les principaux constituants sontdcrits dans la gure 1.5.Fig. 1.5 Schma descriptif du LP6Lorsdesessais,plusieurscapteursontpermisdemesurerlapression.Celuiutilisdanslescalculsestlecapteur1setrouvantdanslefondavant, unrayonde46mm. Cestcette position que sera place une sonde durant les simulations pour comparer les rsultatsnumriques aux rsultats exprimentaux.Les LP6 sont constitus de 3 blocs de propergol :lebloc1ditLINOqui sertcrerlapremirephasedacclrationdulanceur(voirgure 1.6)le bloc 2 dit DINO qui brle durant toute la phase du vol (voir gure 1.7)lebloc3ditTHEOqui estchanfreinpourpermettreunebonneintgrationdelatuyre (voir gure 1.8)14 CHAPITRE 1. PRSENTATION DU STAGE DE FIN DTUDESFig. 1.6 Bloc 1 du LP6 dit LINO (schma en millimtres)Fig. 1.7 Bloc 2 du LP6 dit DINO (schma en millimtres)1.3. DESCRIPTION DES MONTAGES LP6 15Fig. 1.8 Bloc 3 du LP6 dit THEO (schma en millimtres)16 CHAPITRE 1. PRSENTATION DU STAGE DE FIN DTUDES1.4 ObjectifdustagedendtudesLobjectif decestageestdesimulerlcoulementdansunmontageexprimental LP6avecuneapprocheLES. SnecmaPropulsionSolidedisposedunegrandebasededonnesexprimentales et numriques tablie par lONERA, qui permettra de discuter les rsultatsnumriques obtenus. Mon travail est ralis sous la direction de Thierry Pevergne, travaillantau dpartement calcul de Snecma Propulsion Solide et de Franck Nicoud qui mencadre auCERFACS.Deux gomtries de LP6 ont t retenues par SPS :Le LP6 numro 25 : sa gomtrie est trs proche du LP6 7 qui est le LP6 standard etle plus tudi.Le LP6 numro 28 : le premier et le second bloc de propergol ont t interchangs pourcrerunecavitcentrale, unefoisquelepremierblocatbrl. Il atcrpourvoir linuence de cette cavit sur les oscillations de pression.LasimulationdecesLP6sefaituninstantduvololepremierblocdepropergolat compltement brl et o la premire boue apparat sur le LP6 25. Il est noter quecetinstantnecorrespondpasunebouepourleLP628quineprsentepasdeshautsniveaux doscillations de pression.Cependant,laralisationdunetellesimulationpasseparlavalidationdequelquesl-mentscls. Eneet, lecodedecalcul utilisnatquetrspeuutilissurcegenredeconguration.Celancessitedoncdevrierlecomportementducodeetunepremireac-quisitionpratique. Pourcefaire, descastestsonttdnis. Cessimulationspermettentdevrierleboncomportementducode, desconditionslimitesetdecertainsparamtresnumriques.Chapitre2Environnementdetravail2.1 LegroupeSAFRAN2.1.1 PrsentationSAFRANestungroupeinternationalspcialisdansleshautestechnologiesemployantplus de63000personnes dans plus de30pays pour unchiredaairede12milliardsdeuros. Composdenombreusessocitsauxmarquesprestigieuses, leGroupeSAFRANoccupe,seulouenpartenariat,despositionsdepremierplanmondialoueuropensursesmarchs. Il estnotammentlargementprsentdanslesprogrammesA380, A400M, Boeing787, Superjet 100, NH90 et Ariane 5. Il est compos de 3 branches qui sont :propulsion aronautique et spatialequipements aronautiquesdfense et scuritFig. 2.1 Rpartition du chire daaire par branche1718 CHAPITRE 2. ENVIRONNEMENT DE TRAVAILFig. 2.2 Prsence du groupe SAFRAN dans le monde et en Europe2.1. LE GROUPE SAFRAN 192.1.2 LesbranchesdugroupeSAFRANLe groupe SAFRAN est spcialis dans trois domaines dactivits : PropulsionaronautiqueetspatialeLa branche propulsion aronautique et spatiale du groupe SAFRAN rassemble toutes lesactivitsliesauxsystmesdepropulsiondesavions,hlicoptres,missilesetlanceurs,surles marchs civils, militaires et spatiaux : conception, production, commercialisation, essais,maintenanceetrparation.Seulesouencoopration,lessocitsdelabranchepropulsioninterviennent sur les plus grands programmes aronautiques et spatiaux mondiaux.Elle est compose de :Snecma : conception, dveloppement, production et commercialisation de moteurs pouravions (civils et militaires), lanceurs spatiaux et satellites. Les activits de Snecma sontorganises en quatre ples :oMoteurscivils:partenariat(auseindeCFMInternational)avecGEpourleCFM56, partenariat (au sein de PowerJet) avec NPO Saturn pour le SaM 146.oMoteurs militaires:racteursdavionsdecombats(M88 pourle Rafale),tur-bopropulseursdestinsauxavionsdetransport(moteurTP400auseinduconsortium EPI, pour lA-400M).oMoteurs spatiaux : matrise doeuvre pour la propulsion cryotechnique dArianeV (moteurs Vulcain 2 et HM7b) ; propulseurs pour satellites.oServices : services aux compagnies ariennes et aux forces armes pour la main-tenance des moteurs civils et militaires.Turbomeca : leader sur le march de moteurs pour hlicoptres.Snecma Propulsion Solide : spcialise dans les moteurs propergol solide pour missileset lanceurs et dans les composites thermostructuraux.Techspace Aro : modules et banc dessais pour moteurs aronautiques et spatiaux.Microturbo : spcialise dans les turbines gaz de petite puissance.SMA (Socit de Motorisations Aronautiques) : fabrique des moteurs pistons desti-ns laviation gnrale.Fig. 2.3 Le moteur TP 400 qui quipera lA400M et le moteur Vulcain qui quipe le lanceurAriane V20 CHAPITRE 2. ENVIRONNEMENT DE TRAVAIL quipementsaronautiquesLa branche quipements aronautiques du Groupe SAFRAN rassemble toutes les activi-ts de conception, production, commercialisation, maintenance et rparation des systmes etquipements destins aux avions et aux hlicoptres civils et militaires. L encore, les soci-ts de la branche quipements interviennent sur les plus grands programmes aronautiquesmondiaux. Elle est compose de :Messier-Dowty : leader mondial des trains datterrissage.Messier-Bugatti : spcialise dans les systmes de freinage aronautique.Messier Services : maintenance et rparation datterrisseurs.Aircelle : nacelles pour moteurs davions commerciaux.Labinal : systmes de cblages lectriques pour laronautique.Hispano-Suiza : spcialiste de la chane de lnergie lectrique de bord.Teuchos : conseil et ingnrie.Fig. 2.4 Le train datterrissage avant de lA380 ( gauche) et sa nacelle ( droite) DfenseetscuritLabranchedfensescuritduGroupeSAFRANest prsentesur les marchs civils,militairesetspatiaux.Sesactivitssexercentdanslesdomainessuivants:quipementsdenavigation et de guidage inertiels, quipements et systmes optroniques, sysme davionique,systmes de drone, quipements et systmes aroterrestres, systmes biomtriques didenti-cation, terminaux de prises de jeux et de paris, cartes puce. Elle est compose de :Sagem : prsent dans les domaines de lavionique (Sagem Avionique) et de loptronique(Sagem Optronique et Dfense).Sagem Scurit : spcialis dans le domaine de lidentication biomtrique et dans lessolutions de paiements lectroniques.Fig. 2.5quipementFELINdestinauxfantassins(gauche)etsystmebiomtriquedidentication ( droite)2.2. SNECMA PROPULSION SOLIDE 212.2 SnecmaPropulsionSolide2.2.1 PrsentationdeSPSSnecmaPropulsionSolide(exSEP: SocitEuropennedePropulsion), numrodeuxmondial de la propulsion solide, est spcialis dans la conception et la production de moteurs-fuses propergol solide pour missiles et lanceurs spatiaux et de matriaux composites ther-mostructuraux pour laronautique, lespace et lindustrie.SnecmaPropulsionSolideralisenotammentlestuyresdesdeuxboostersdulanceurAriane 5 et conoit et fabrique les moteurs des missiles balistiques de la force de dissuasionfranaise ( travers le GIE G2P).Ilestaussiunspcialiste mondialementreconnudes ma-triauxcompositesthermostructurauxbasedecarboneoudecramique, appliqusauxtuyresdemoteursspatiauxetdeturborcateurs,maisaussiutilisspourdesapplicationsindustrielles trs haute temprature.Installe au Haillan, louest de Bordeaux, lentreprise compte environ 1 200 personneset son chire daaire 2008 est de 251 millions deuros rpartis comme suit :Fig. 2.6 Rpartition du chire daaire de SPS22 CHAPITRE 2. ENVIRONNEMENT DE TRAVAIL2.2.2 LesoriginesdeSPSFig. 2.7 Les origines de SPS2.2.3 LessecteursdactivitdeSPS PropulsionstratgiqueDepuis les annes soixante, Snecma Propulsion Solide conoit et produit les moteurs desmissilesbalistiquescomposantlaforcededissuasionnuclairefranaise. Danscesecteur,elle assure la matrise doeuvre de la propulsion au sein du Groupement pour la PropulsionPoudre(G2Pcren1972entreSnecmaPropulsionSolide(75%)etSNPEMatriauxnergtiques (25 %)).AprsavoirmotorislesmissilestactiquesPlutonetHadspourlarmedeterre, lesmissiles stratgiques "sol-sol" installs sur le plateau dAlbion jusquen 1996 (S1, S2 et S3)et "mer-sol" quipant les SNLE (M1, M2, M20, M4, M45), le G2P entame la production dusystme propulsif du nouveau missile balistique embarqu M51.Cestprincipalementpourrpondreauxexigencesrelativesauxprogrammesprcdem-mentcitsqueSnecmaPropulsionSolideadvelopp,depuislesannes70,unefamilledematriauxcapablesdesupportermcaniquementdetrshautestempratures(audelde1500degrsCelsius).Ilssontconstitusdebresdecarboneoucramiqueetdematricesen carbone ou cramique. PropulsionspatialeLaparticipationauxprogrammesspatiauxadbutaprsguerreaveclesfuses-sondespuisleprogramme"PierresPrcieuses".AprslchecdulanceureuropenEUROPA2,leprogramme Ariane fut lanc en 1972.2.2. SNECMA PROPULSION SOLIDE 23Actuellement, SPS assure la propulsion des tages dAcclration Poudre (EAP) dAriane5.LesdeuxMoteursPropulsionSolide(MPS)fournissent90%delapoussedurantles2premiresminutesdulancement,danslescouchesdensesdelatmosphre.AuseindelasocitEuropropulsion,communeaveclitalienAvio,SPSestmatredoeuvredelatuyremobile et du corps de propulseur.SPS participe galement au programme europen VEGA, petit lanceur destin mettresurorbitebasse depetitssatellites( 1.55 m : Sir 2s4: (tuyre)P(x) = PePePs1.64 1.55 (x 1.55) Sir >2s4: (fond avant)P(x) = PeLa condition "si r 2s4" permet dassurer le bon gradient dans la tuyre et la condition "sir 2s4" permet dimposer une pression constante dans la cavit du fond arrire supportantla partie intgre.58 CHAPITRE 4. SIMULATION DU LP64.1.4 Maillage MaillageduLP628TroismaillagesdirentsduLP628onttraliss.Touslestroisonttgnrsavecle logiciel CENTAUR SOFTWARE et ne sont composs que de ttradres.Le premier, qui est relativement grossier avec 1.6 millions de mailles, a permis de lancerun premier calcul pour essayer de comprendre o le maillage avait besoin dtre ran. Eneet, bien quil semble que les oscillations de pression prennent naissance cause des dta-chementstourbillonnairesdeparoi oudobstacle, il asemblprfrablederegarderolesphnomnes que lon cherche capturer se situent.Ledeuximemaillage, qui fait3.5millionsdemailles, apermisdefairedespremierscalculs sur des signaux de pression. Il a permis par exemple de mettre en place une mtho-dologie de traitement des rsultats. Cest sur ce dernier que le plus de calculs de traitementdes signaux de pression ont t raliss.Un dernier maillage, de 8.6 millions de mailles, a t cr pour voir si la simulation avaitconverg en maillage. Cela a donc permis de voir si les dirences entre les expriences et lasimulation taient dues au fait que le maillage ntait pas susamment ran ou au contrairede mettre en vidence une limite des rsultats due au code lui mme. MaillageduLP625Pour cette conguration, seuls deux maillages ont t raliss avec le mme logiciel et lesmmes caractristiques que pour le LP6 28.Le premier correspond la mme architecture que le maillage intermdiaire du LP6 28.Il est compos de 3.1 millions de ttradres. Cest celui sur lequel le plus de calculs de trai-tement des signaux de pression ont t raliss.Le second a t cr pour tudier la convergence en maillage. Il fait 8.3 millions de cellules.4.1. PARAMTRES DE CALCUL ET MAILLAGE 59Fig. 4.1 Maillages du LP6 28 : grossier gauche, intermdiaire au milieu et n droite60 CHAPITRE 4. SIMULATION DU LP6Fig. 4.2 Maillages du LP6 25 : intermdiaire gauche et n droite4.2. SIMULATION DU LP6 28 614.2 SimulationduLP6284.2.1 LesrsultatsexprimentauxLa gure 4.3 prsente lvolution de la pression statique et des uctuations de pressionsen fonction du temps au cours dun tir rel.Fig. 4.3 volution temporelle de la pression au fond avant pour le LP6 28Il est noter queles amplitudes des oscillations depressionsont faibles pour cecasdtude. Cela a t interprt comme tant d au changement de la gomtrie en ayant mo-di lordre des blocs. Ltude a t ralise au mme instant que celle eectue par FlorentGirard [15], cest dire t = 6.5 s. Lpaisseur de combustion est alors de 42.5 mm et le blocLINO(situpourceLP6aucentredumoteur)acompltementbrl, laissantunecavitaucentredelamaquette. Cetinstantatchoisi pourpouvoircomparerlamplitudedesoscillations de pression qui sera calcule celles de la premire boue du cas de rfrence.En eet, on peut noter sur la gure 4.3, qut = 6.5 s, il ny a pas de boue pour le LP628. Mais cet instant correspond au pic damplitude des oscillations de pression pour le LP625 (cas de rfrence qui a la mme gomtrie que le LP6 7).Latable4.1rsumelesrsultatsexprimentauxobtenuspourleLP628. Lesvaleursdonnespourlesfrquencesdespremiersmodesainsi quelesamplitudescorrespondantessont des valeurs approches car elles sont lues sur un graphique du document [1]. Elles ne sontdonc pas prendre comme des valeurs exactes. Par ailleurs, la moyenne RMS des oscillationsa galement t calcule : elle est de lordre de 1050 Pa pour ce montage.1ermode 2iememode 3iememodeFrquence en Hz 330 600 1000Amplitude en Pa 900 250 250Tab. 4.1 Rsultats exprimentaux du LP6 2862 CHAPITRE 4. SIMULATION DU LP64.2.2 LesrsultatsavecAVSPCe calcul a pour objectif de dterminer les modes propres acoustiques du LP6. Ces modessont calculs pour mettre en vidence le couplage de lacoustique avec la dynamique de lcou-lement. En eet, les modes obtenus seront compars ceux calculs avec AVBP pour mettreen vidence ce couplage.LecalculAVSPnapasbesoindunmaillageaussinquelasimulationavecAVBP.Iladonctcrunautre maillagebeaucoupplusdtendupoureectuerce calcul.Deplus,lapproche est base sur une hypothse de nombre de Mach nul. Cest pour cela que la tuyrea t tronque au niveau de son entre. Cette section dentre a t simule comme un mur.Cette hypothse a t justie par Marble et Candel (rfrence [22]) pour une gomtrie olonalc/