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Simulation haute performance des instabilités de combustion haute fréquence dans les chambres de combustion de moteurs-fusées cryotechniques

par David Marchal

Projet de thèse en Energétique

Sous la direction de Sébastien Ducruix.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences , en partenariat avec EM2C - Energétique Moléculaire et Macroscopique, Combustion (laboratoire) et de CentraleSupélec (2015-....) (référent) depuis le 15-09-2018 .


  • Résumé

    Il s'agit ici d'utiliser l'outil numérique pour reproduire et étudier des cas d'interaction flammes transcritiques / ondes acoustiques transverses, mais également mettre en évidence les éventuelles limitations et améliorations à apporter au code. Les développements de nouveaux modèles s'appuieront sur ces résultats numériques et les données expérimentales acquises récemment pour la formulation et la validation des sous-modèles. Thèmes de recherche envisagés : (1) Simulation aux grandes échelles de la dynamique HF de l'injection et la combustion dans des configurations réalistes et naturellement instables. Cette thématique intègre une partie d'utilisation et d'analyse fine de simulations avec l'outil existant. (2) Etude numérique de configurations coaxiales réactives simplifiées pour l'étude de l'interaction acoustique / flamme pour la compréhension des instabilités de combustion, pour leur modélisation et pour la validation de modèles. (3) Modélisation de l'amortissement acoustique. L'amortissement acoustique est un terme de premier ordre dans l'analyse de stabilité de combustion HF. L'objectif de cette partie de l'étude est de formuler un modèle permettant de représenter les mécanismes d'amortissement dans un code d'ordre réduit. La représentation de l'amortissement constitue également un problème pour la SGE.

  • Titre traduit

    High-performance computing of high-frequency combustion instabilities in cryogenic rocket engine combustion chambers


  • Résumé

    The aim here is to use the digital tool to reproduce and study cases of transcritical flames / transverse acoustic wave interaction, but also to highlight any limitations and improvements to the code. Developments of new models will build on these numerical results and recent experimental data for sub-model formulation and validation. Proposed research topics: (1) Large-scale simulation of HF dynamics of injection and combustion in realistic and naturally unstable configurations. This theme integrates a part of use and fine analysis of simulations with the existing tool. (2) Numerical study of simplified reactive coaxial configurations for the study of the acoustic / flame interaction for the understanding of the instabilities of combustion, for their modeling and for the validation of models. (3) Modeling of acoustic damping. Acoustic damping is a leading term in HF combustion stability analysis. The objective of this part of the study is to formulate a model to represent damping mechanisms in a reduced order code. The representation of depreciation is also a problem for LES.