Development, verification and validation of LES tools for the study of combustion noise and combustion-acoustic-turbulence interaction

• Auteur / Autrice : Mauro Porta
• Direction : Thierry Poinsot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Dynamique des fluides
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acoustique

Stabilité

Bruit

Combustion

Mots clés libres

Interaction fluide-structure

Simulation aux Grandes Échelles

Schéma numérique aux bords

Résumé

Dans ce travail on s'intéresse à la Simulation aux Grandes Échelles (LES en anglais) des instabilités de combustion dans les brûleurs industriels et plus particulièrement à la qualité des résultats que l'on peut obtenir avec cette approche. On vérifie d'abord la capacité d'AVBP, le code de LES du CERFACS, à calculer exactement des configurations simples impliquant seulement un phénomène physique (turbulence, acoustique ou combustion). Des cas test académiques réactifs et non-réactifs, pour lesquels les solutions analytiques sont connues, sont présentés, en mettant praticulièrement en évidence l'influence de la discrétisation numérique et son interaction avec les conditions-limites. Puis, ayant démontré la validité et le bon fonctionnement de l'outil LES, les résultats d'un calcul d'instabilités autoentretenues d'un brûleur de laboratoire sont exposés.

This work is about the Large Eddy Simulation (LES) of combustion instabilities in industrial burners and, in particular, the assessment of the quality of the results that can be obtained with this approach. The ability of the LES code AVBP of CERFACS to accurately compute simple configurations involving only one physical phenomenon (turbulence, acoustics or combustion) is firstly verified. Reactive and non-reactive academical test cases, for which the analytical solutions are known, are presented putting special emphasis on the influence of the numerical discretization and on its interaction with boundary conditions. Then, having gained confidence in the LES tool, the results obtained from a self-excited computation of a lab-scale burner are shown.