Etudes théoriques et numériques de fronts de flammes plissées : dynamiques non-linéaires libres ou bruitées

par Gaël Boury

Thèse de doctorat en Énergie, thermique, combustion

Sous la direction de Guy Joulin et de Yves d' Angelo.


  • Résumé

    Les flammes de prémélange, souvent minces, sont assimilées à des interfaces actives. Des équations d'évolution pour leur front sont obtenues par développement asymptotique en contraste de densité. Selon ces dernières, la dynamique de flamme devrait être correctement gouvernée par les seules interactions entre hydrodynamique non visqueuse, non linéarité géométrique liée à la propagation (Huygens), changement de densité et géométrie d'ensemble, si certaines symétries globales soient respectées (invariances Galiléenne, par translation ou rotation) ou leur brisure prise en compte. Cette thèse est confortée par l'examen de 3 configurations : flammes accrochées soumises à un écoulement tangentiel fort et des stimuli externes, influence de gravités faibles, expansion 3-D. Les méthodes mises en œuvre sont analytiques et pseudo-spectrales. Dans chaque cas des lois d'échelle simples pour leur plissement sont identifiées. Celles-ci sont en accord au moins qualitatif avec les expériences disponibles. Pour chaque cas, des problèmes ouverts sont mentionnés.

  • Titre traduit

    Theoretical and numerical studies of wrinkled flame fronts : spontaneous or weakly-forced nonlinear dynamics


  • Résumé

    Usually, premixed flames are thin. We view them as active interfaces. Evolution Equations for their front are obtained from asymptotic expansions in the density-contrast. Flame dynamics seems accurately controlled only by the interplay amongst elliptic hydrodynamics, a geometric non-linearity coming from the flame normal propagation (Huygens), the change in density, and the overall geometry, provided minimal symmetries (Galilean, translation, rotation) are fulfilled, or explicitly broken. Examining three configurations confirms the thesis, namely: flames anchored in the presence of a strong tangential blowing and external forcing, influence of a weak gravity field, 3-Dimensional expansions. Our methods are analytical and pseudo-spectral. In each case, scaling laws for wrinkling are identified. These are in good agreement with available experiments. Open problems are also evoked.

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Informations

  • Détails : 212 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 100 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
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