Introduction de la dilution dans la modélisation de la combustion turbulente pour les mélanges pauvres : application à une flamme stabilisée dans un écoulement à point d'arrêt

Introduction of dilution in the turbulent combustion modelling for lean mixtures : application to a flame stabilised in a stagnating flow

• Auteur / Autrice : Hamid Lahjaily
• Direction : Michel Champion
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergétique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Turbulence

Fonctions bêta

Probabilités

Calculs numériques

Mécanique des fluides

Résumé

On considere la modelisation de la combustion turbulente des melanges pauvres a richesse variable, en particulier le cas d'un melange reactif dilue par l'air ambiant. Les bases d'une description thermochimique du melange instantane sont posees. Celle-ci est basee sur deux variables scalaires : une fraction de melange f liee a la richesse du melange frais local et une variable d'avancement c decrivant les reactions chimiques. Ces dernieres permettent d'exprimer la temperature et les fractions massiques des especes. A partir de l'analyse des etats des paquets de gaz frais et brules, une densite de probabilite jointe de c et f permettant de decrire l'etat thermochimique du melange reactif turbulent est proposee. Suivant l'hypothese d'un regime de flammelettes minces, la structure de cette pdf permet la description de la combustion d'un melange a richesse variable, prenant en compte en particulier l'extinction de flammelettes dans un melange dont la richesse est inferieure a la limite d'inflammabilite en regime pauvre. Cette pdf permet en outre de calculer le taux de production chimique moyen $$ : terme primordial dans la modelisation de la combustion turbulente de premelange. Une formulation de $$ tenant compte explicitement de la richesse locale du melange et de sa distribution statistique est proposee. Ce modele, associe a une fermeture des termes de transports turbulents par un modele k- est applique au cas d'une flamme stabilisee dans un ecoulement turbulent a point d'arret. Les resultats numeriques obtenus predisent en particulier une zone de reaction moyenne plane stabilisee entre le bruleur et la paroi conformement aux observations experimentales. Par ailleurs, les comparaisons sur l'axe de symetrie avec les resultats des theories 1d et les donnees experimentales permettent de quantifier l'effet de la dilution par l'air exterieur sur la structure de la flamme.