développement de modèles dynamiques pour la simulation aux grandes échelles de la combustion turbulente

par Giunio De Luca

Projet de thèse en Combustion

Sous la direction de Denis Veynante.

Thèses en préparation à Paris Saclay en cotutelle avec Technische Universität Darmstadt , dans le cadre de École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences (Cachan, Val-de-Marne ; 2015-....) , en partenariat avec EM2C - Energétique Moléculaire et Macroscopique, Combustion (laboratoire) et de CentraleSupélec (2015-....) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 02-11-2015 .


  • Résumé

    La simulation aux grandes échelles (ou LES pour « large eddy simulation »), où les plus grandes structures turbulentes de l'écoulement sont explicitement calculées tandis que seul l'effet des plus petites est modélisé, est un outil performant pour décrire les écoulements réactifs turbulents et prédire l'apparition d'éventuelles instabilités. Les modèles dynamiques, qui consistent à adapter automatiquement en cours de calcul les paramètres de modélisation à partir de la connaissance des grandes échelles, sont particulièrement séduisants puisqu'ils ne nécessitent pas d'ajustement de ces paramètres au cas par cas, en fonction de la configuration ou des conditions opératoires. Si cette approche est aujourd'hui courante pour les écoulements non-réactifs, elle reste encore très peu utilisée en combustion malgré des résultats prometteurs.Le travail de thèse contribuera au développement de ces modèles dynamiques pour la combustion en s'intéressant plus particulièrement à deux aspects : les régimes où les réactifs ne sont pas parfaitement mélangés avant la flamme et l'incorporation de schémas cinétiques suffisamment fins pour prédire la formation des espèces polluantes. Les modèles développés seront incorporés dans des codes adaptés aux machines massivement parallèles et les résultats de simulation confrontés à des données acquises sur des expériences représentatives de situations d'intérêt pratique

  • Titre traduit

    development of dynamic models for large eddy simulations of turbulent reacting flows


  • Résumé

    Large eddy simulation (LES), where largest turbulent motions are explicitly computed while only the effects of the smallest ones are modelled, is a powerful tool to describe turbulent combustion and predict the occurrence of possible instabilies. Dynamic formalisms, where sub-grid scale model parameters are automatically adjusted from the knowledge of the resolved flow field are very attractive, as they do not need parameter setting case-by-case anymore, when changing configuration or operating conditions. Widely used for non-reacting flows, very few attempts have been made to extend it to combustion, despite of very promising results. The objective of this work is to extend dynamic models to non-premixed and partially premixed combustion regimes and to investigate the inclusion of relatively complex chemistry features, required, for example, to predict pollutant emissions. Models will be implemented in codes optimized for massively parallel machines and results compared to experimental data.