Etude et développement du modèle de combustion turbulente PEUL : Application à la prédiction de la formation des suies dans les foyers aéronautiques

par Étienne Varin

Thèse de doctorat en Physique. Énergétique

Sous la direction de Roland Borghi.

Soutenue en 1998

à Rouen .


  • Résumé

    Ce travail concerne la modélisation des écoulements turbulents réactifs. L'objectif visé consiste à développer un code de calcul susceptible de prédire les niveaux de suie dans les foyers aéronautiques. On choisit d'appréhender la combustion turbulente par une approche de type Probabiliste Eulérienne Lagrangienne (PEUL). Le champ de vitesse est obtenu par la résolution des équations de Navier-Stokes moyennées et le champ de composition chimique et de température par la résolution, à l'aide d'une méthode de Monte Carlo, de l'équation de transport de la PDF (Probability Density Function). Afin de calculer des niveaux de suie, ce modèle de combustion turbulente est couplé à un modèle de formation/destruction des suies. Ce second modèle prend en compte les processus d'apparition des précurseurs et de nucléation, de croissance en surface, de coalescence et d'oxydation des particules de suie. Les résultats de calcul obtenus dans le cas de la simulation d'une flamme turbulente de diffusion éthylène/air, sont comparés avec des résultats expérimentaux. La dernière partie de ce travail présente les résultats de la simulation d'une chambre de combustion aéronautique.


  • Résumé

    This work deals with the numerical simulation of turbulent reactive flows. The aim of the study is to develop a model able to predict soot formation in aeronautical chambers. We use a Probalistic Eulerian Lagrangian (PEUL) method to describe the turbulent combustion. With this model, the velocity field is calculated by solving Navier-Stokes equations. Chemical composition and temperature fields are obtained by solving the Probability Density Function transport equation with a Monte Carlo method. A soot model is coupled to the combustion model in order to compute soot levels. The different processes of soot formation and destruction are taken into account: precursors formation, nucleation, surface growth, coagulation and oxidation of soot particles. We compare computation results with experimental results in the case of an ethylene/air turbulent diffusion flame. Finally, an application of our model to a practical case is related. The three dimensional numerical simulation of an aeronautical combustion chamber is presented.

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Informations

  • Détails : 144p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 88 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Rouen. Service commun de la documentation. Section sciences site Madrillet.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 98/ROUE/S033
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