Simulation numérique du Stirling GPU3 avec gestion améliorée des sauts de section

Les machines thermiques régénératives, telles que les machines Stirling, sont couramment utilisées en cryogénie et en cogénération d’énergie avec du potentiel pour des applications de trigénération d’énergie. Cette étude se concentre sur la modélisation d’un moteur Stirling GPU3, configuration documentée par des données expérimentales, avec un modèle numérique de la littérature dont la gestion des sauts de section a été améliorée. Ce modèle unidimensionnel est basé sur la conservation de l’énergie, de la masse et de la quantité de mouvement dans le fluide ainsi que sur la conservation de l’énergie dans les solides (parois et milieux poreux). Une discrétisation par volumes finis est associée à un schéma temporel implicite permettant d’assurer la stabilité.

L’amélioration de la gestion de la géométrie est investiguée dans un cas simple de saut de section puis dans le cas du moteur Stirling. Ces simulations confirment l’efficacité de ce modèle à décrire les transferts de chaleur dans ce type de système. Ces outils de modélisation développés constituent une base pour simuler de nouvelles configurations de machines régénératives, ouvrant la voie à des solutions de trigénération d’énergie plus efficaces que la cogénération.

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