Conception et développement d'un logiciel de génération de mécanismes réactionnels d'oxydation et de combustion de substances organiques
Résumé
This thesis deals with the development of a software for the generation of combustion and oxidation mechanisms of organic compounds (alkanes, cyclanes, and ethers) found in gasoline and diesel fuel. One of the main aims of this study is to predict the emission of pollutants by internai combustion engines. The software is made of the following items : a database of small species (Co-C2) reactions, a comprehensive primary mechanism generator, a lumped secondary mechanism generator and two data generators : a first one of thermodynamic data and a second one of kinetic data. Generated reaction models are compatible with CHEMKIN II package from SANDIA laboratories, USA, for the analysis of gas phase chemical kinetics. The generated mechanisms can be interactively validated thanks to CHEMKIN by comparison with experimental results. Moreover, another software has been developed and validated for reducing these detailed mechanisms. A non ~anonical external repre~entation of chemical reactants is transformed into a canonical internai representation through a compiler and two canoniêity algorithms. The mechanisms are generated by applying algorithrns implementing elementary chemical reactions to internai chemical structures. Completeness and non redundancy of the produced mechanims are ensured by, on the one hand, the canonicity of the species and, on the other hand, by creationlconsumption rules for radical species implemented via an iterative algorithm
Cette thèse concerne la mise au point d'un logiciel de génération de mécanismes de combustion et d'oxydation de substances organiques (alcanes, cyclanes, éthers) contenues dans les essences et les gazoles. Un des principaux objectifs de ce travail est la prédiction des émissions de polluants par les moteurs à combustion interne. Le logiciel comporte les éléments suivants :une base de données de réactions de petites espèces (Co-C2), un générateur de mécanismes primaires exhaustifs, un générateur de mécanismes secondaires globalisés et enfin, deux générateurs de données, l'un thermochimiques et l'autre cinétiques. Sont générés des modèles de réactions compatibles avec le logiciel CHEMKIN II des laboratoires SANDIA (USA) de simulation de réactions en réacteurs de laboratoires. Les mécanismes générés par notre logiciel peuvent être validés de manière interactive grâce à CHEMKIN par confrontation avec des résultats expérimentaux. En outre, un logiciel de réduction de ces mécanismes détaillés a été également développé et validé. Une représentation externe non canonique des réactifs chimiques est transformée en une représentation interne canonique par un compilateur auquel sont associés deux algorithmes de canonicité. Les mécanismes réactionnels sont générés par application aux structures internes chimiques d'algorithmes implémentant les réactions chimiques élémentaires. La complétude et la non redondance des mécanismes produits sont assurées par canonicité des espèces d'une part, et par des règles de création/consommation des espèces radicalaires établies sous forme d'un algorithme itératif, d'autre part