Etude de l'allumage et de la structure des flammes turbulentes

par Markus Baum

Thèse de doctorat en Energétique

Sous la direction de Thierry Poinsot.


  • Résumé

    Ce document présente les résultats d'une étude numérique et théorique des flammes prémélangées. Les sujets abordés sont l'allumage des flammes et l'interaction entre front de flamme et turbulence homogène isotrope dans des configurations bidimensionnelles. Un des objectifs poursuivis était d'envisager la faisabilité d'une simulation directe complète d'un écoulement réactif turbulent avec chimie et modèles de transport complets. De façon générale, on constate que cet objectif est aujourd'hui réalisable et on présente ici un certain nombre d'applications. Un algorithme de simulation directe (DNS) a été développé dans le cadre de ce travail pour aborder ces problèmes. L'algorithme, initialement développé pour traiter des schémas cinétiques simplifiés est ensuite étendu aux schémas cinétiques plus détaillés avec des propriétés de transport réalistes (avec l'utilisation de CHEMKIN et TRANSPORT). Cet algorithme a permis tout d'abord d'étudier l'allumage de flammes prémélangées avec un schéma cinétique simple. Nous nous sommes intéressés au mécanisme qui contrôle l'allumage dans des écoulements turbulents. Dans une première approche, nous avons étudié l'allumage par déposition d'énergie dans des écoulements a flux massique imposé en configuration bidimensionnelle. Les délais et les temps minimaux d'allumage sont déterminés en fonction de la puissance de chauffage et du flux. Les rayons critiques des noyaux de flamme sont aussi examinés. Un modèle simple est enfin présenté pour représenter ces résultats. Dans une seconde étude nous avons considéré l'interaction entre front de flamme et turbulence homogène isotrope dans une configuration bidimensionnelle. Cette étude est réalisée pour des flammes hydrogène-air représentées par un schéma cinétique a 9 espèces et 19 réactions. Une flamme plane, stationnaire, laminaire, non-étirée, adiabatique est superposée a un champ de vitesse déterminé sur la base d'un spectre d'énergie du type Von Karmann-Pao. L'observation de l'évolution du front de flamme a permis d'établir une description qualitative ainsi que les propriétés statistiques de ce type de flamme.

  • Titre traduit

    Study of ingition behaviour and flame structure in turbulent flows


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Informations

  • Détails : 1 vol. (191 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 172 Réf.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 55650
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