Dynamique de l'allumage de flammes de diffusion dans des écolulements cisaillés : étude théorique et dynamique

par Dominique Thévenin

Thèse de doctorat en Energétique

Sous la direction de Sébastien Candel.

Soutenue en 1992

à Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris .

mots clés

• Flamme de diffusion
• Flamme etirée
• Mécanique des fluides
• Flamme

Résumé

Une bonne maitrise de l'allumage d'une flamme de diffusion dans des couches de cisaillement est nécessaire pour optimiser les foyers aéronautiques. Modélisant le processus réactif par une unique réaction de type Arrhénius, on étudie la structure de l'allumage, et on obtient une première idée des délais d'inflammation et des étirements critiques d'allumage et d'extinction. Cette analyse est étendue pour prendre en compte la possibilité d'un étirement variant spatialement, en accord avec la réalité. Les distances d'allumage ainsi calculées sont en accord avec les résultats expérimentaux. Une étude numérique de l'allumage au sein d'un tourbillon en développement est ensuite effectuée, montrant deux régimes d'allumage, l'un domine par une flamme de prémélange, l'autre par une flamme de diffusion. Ce deuxième régime est privilégie pour des températures initiales faibles. Une comparaison de ces résultats avec d'autres obtenus par simulation directe et avec un schéma cinétique détaillé est ensuite effectuée. Les temps d'allumage de la flamme de diffusion sont peu modifies, de même que la structure de l'allumage. Par contre, les temps d'allumage en prémélange sont considérablement augmentés. Enfin, on effectue quelques calculs en chimie détaillée, dans lesquels une paire de tourbillons contra-rotatifs traversent une flamme de diffusion en cours d'allumage, révélant certains traits caractéristiques de l'interaction flamme-tourbillon.

Titre traduit

Ignition dynamics of diffusion flames in shear flows

Pas de résumé disponible.