Modélisation et étude numérique de l'intéraction entre une flamme turbulente stabilisée dans un écoulement divergent à point d'arrêt et une paroi solide

Modeling and numerical study of the interaction between an impinging turbulent flame and a solid wall

• Auteur / Autrice : DJAMEL KARMED
• Direction : Michel Champion
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Poitiers

Résumé

Le present travail est consacre a l'etude numerique de l'interaction flamme turbulente-paroi solide. La configuration geometrique retenue est celle d'un ecoulement turbulent, issu d'un injecteur circulaire, impactant sous incidence normale une paroi solide. La premiere partie de ce travail concerne l'etude de l'interaction flamme de diffusion turbulente-paroi dans le jet parietal, la ou la flamme se trouve au voisinage de la paroi. La combustion est decrite par une fonction densite de probabilite sous la forme d'une fonction beta et la turbulence par un modele k- a bas nombre de reynolds. L'utilisation des approximations de couche limite permet l'obtention d'un systeme parabolique d'equations aux derivees partielles, resolues par une methode de volumes finis. Les resultats numeriques sont en bon accord avec ceux obtenus experimentalement a l'ecole centrale de lyon sur cette meme geometrie. La seconde partie est consacree a l'etude de l'interaction flamme turbulente de premelange-paroi. La combustion est decrite par le modele de flammelettes bmlc (bray-moss-libby-champion) et la turbulence par un modele k- a bas nombre de reynolds. Le systeme elliptique d'equations de bilan moyennes est resolu a l'aide d'un code de calcul developpe au laboratoire. L'influence du nombre de damkohler sur la structure de la flamme turbulente est mise en evidence. On montre que plus ce nombre est faible, plus la flamme s'approche de la paroi avec l'existence d'une limite inferieure en dessous de laquelle celle-ci se stabilise loin de l'axe, sur les bords du jet. Sur l'axe de symetrie, nos resultats sont en bon accord avec ceux de bray, champion et libby obtenus par une analyse asymptotique. Dans le cas d'une paroi a temperature fixee, nos resultats sont qualitativement en accord avec ceux obtenus experimentalement a l'e. C. De lyon