Passage à l'échelle des méthodes de quantification d'incertitudes appliquées à la cinétique chimique pour la simulation aux grandes échelles

par Guilhem Lavabre

Projet de thèse en Énergétique

Sous la direction de Olivier Gicquel et de Ronan Vicquelin.

Thèses en préparation à Paris Saclay , 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 01-12-2018 .


  • Résumé

    L'objectif de la thèse est d'estimer l'effet des incertitudes sur les propriétés chimiques dans les simulations numériques des écoulements réactifs. Ce travail fait partie d'une collaboration avec le laboratoire CNRS LIMSI et le Centre for Turbulence Research de l'Université de Stanford. L'impact des incertitudes en chimie sera d'abord étudié pour l'auto-inflammation d'un mélange gazeux puis pour le calcul de flamme 1-D pour différentes compositions de combustibles. L'utilisation d'un algorithme de Monte-Carlo fournira des données de référence sur l'incertitude «naturelle» présente dans le mécanisme détaillé. Il sera alors nécessaire de propager cette incertitude du mécanisme complexe vers la simulation aux grandes échelles (LES). Dans ce type de simulations, l'utilisation de la chimie détaillée et des simulations Monte-Carlo n'est pas réalisable. Pour surmonter cela, nous utiliserons des modèles plus simples pour décrire la chimie (schémas réduits ou flamelettes), ce qui nécessitera de calculer leur propre incertitude et de comprendre comment nous pouvons les propager correctement dans les simulations LES.

  • Titre traduit

    Scaling up Uncertainty Quantification of Chemical Mechanisms in Large Eddy Simulation


  • Résumé

    The goal of the thesis is to estimate the effect of uncertainties in chemical properties in numerical simulations of reactive flows. This work is part of a collaboration with the CNRS LIMSI laboratory and the Center for Turbulence Research at Stanford University. The impact of uncertainties in chemistry will first be studied in auto-ignition and 1-D flame computations for different fuel composition using a Monte-Carlo algorithm. This will provide reference data on the “natural” uncertainty present in the detailed mechanism. It will then be necessary to propagate this uncertainty from the complex mechanism to Large Eddy Simulations (LES). Here, using detailed chemistry and Monte-Carlo simulations is not feasible. In order to overcome this, we will use simpler models for chemistry (reduced schemes or flamelets), which will require to compute their own uncertainty and to understand how we can propagate it correctly in LES.