Download or read book Caract risation de l extr mit d une flamme de diffusion Analyse asymptotique et simulation directe de la combustion partiellement pr m lang e written by Joan Boulanger and published by . This book was released on 2002 with total page 624 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ces travaux sont dévolus à l'étude des fronts de combustion partiellement prémélangés. Ils font appel à des oitils théoriques (analyse asymptotique dans le cadre des grandes énergies d'activation) et numériques (Simulation Numérique Directe) dédiés aux flammes.La mise sur pied de cette démarche a nécessité la revisite des théories plus classiques sur les flammes de prémélange et de diffusion.La résolution de la déflagration de prémélange est proposée dans un formalisme utilisant les paramètres de contrôle d'une flamme de diffusion. Cette fédération de la modélisation chimique améliore la prédiction de la réponse de la vitesse pour différentes richesses. Par ailleurs, l'évolution de la vitesse de la flamme de prémélange lorsque les gaz frais sont contaminés par des recirculations de produits de combustion est également prédite. L'étude des mécanismes d'extinction des flammes de diffusion dégage des résultats intermédiaires pour la suite des travaux tout en proposant un calibrage des grandeurs thermodynamiques permettant de traiter l'extinction en s'affranchissant des hypothèses qui contraignent jusqu'à lors ce type d'analyse. Trois volets ont été ensuite ouverts et constituent la partie centrale du mémoire : Dans un premier temps, la prévision de l'évolution du nombre de Damköhler d'extinction à l'extrémité d'une flamme de diffusion, impliquant les flux de chaleur additionnels dans la direction ouverte vers l'amont, permet d'établir un critère fiable pour la caractérisation de la stabilisation d'un front partiellement prémélangé. Le second point permet de tester cette dernière théorie sur les flammes de diffusion décrochées sur un brûleur rond en Simulation Numérique Directe. La plus grande partie de cette deuxième articulation est par ailleurs allouée à la compréhension du mécanisme de couplage de la flamme sur l'écoulement via le dégagement de chaleur, qui accentue la robustesse au décrochage et à l'extinction. Le dernier point étudie le front partiellement prémélangé selon une approche propagative. La prévision analytique de la déflagration en fonction du niveau de mélange permet de fédérer les propriétés des flammes triples et des edge-flames.

Download or read book tude asymptotique et num rique de la structure des flammes de diffusion laminaires et turbulentes written by Bénédicte Cuenot and published by . This book was released on 1995 with total page 192 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES FLAMMES DE DIFFUSION TURBULENTES SONT LE MECANISME DE COMBUSTION DE NOMBREUX SYSTEMES PROPULSEURS (STATOREACTEUR SUPERSONIQUE PAR EXEMPLE). DANS DE TELS SYSTEMES, LE COMBUSTIBLE ET L'OXYDANT SONT AMENES SEPAREMENT DANS LA CHAMBRE DE COMBUSTION. A L'ENDROIT OU LES DEUX FLUX ENTRENT EN CONTACT SE CREE UNE INTERFACE, DONT LA POSITION ET L'EPAISSEUR DEPENDENT DES CONDITIONS AUX LIMITES, DE LA CINETIQUE CHIMIQUE ET DES VITESSES DE DIFFUSION. C'EST DANS CETTE ZONE QUE SE MELANGENT PAR DIFFUSION LES DEUX REACTIFS ET QUE S'ALLUME EVENTUELLEMENT LA FLAMME. DANS DE TELS SYSTEMES, LE RENDEMENT DE COMBUSTION, DIRECTEMENT LIE A LA CINETIQUE CHIMIQUE MAIS AUSSI A L'EFFICACITE DE MELANGE, EST NETTEMENT AUGMENTE PAR LA TURBULENCE. AU COURS DU TRAVAIL PRESENTE, DEUX APPROCHES COMPLEMENTAIRES SONT UTILISEES POUR ETUDIER CE PHENOMENE: UNE APPROCHE THEORIQUE D'UNE PART (METHODE ASYMPTOTIQUE), ET UNE APPROCHE NUMERIQUE D'AUTRE PART (SIMULATION NUMERIQUE DIRECTE). A CAUSE DES CINETIQUES CHIMIQUES TRES RAPIDES RENCONTREES DANS LA PLUPART DES SYSTEMES PROPULSEURS (COMBUSTION DE L'HYDROGENE DANS LE CAS DU STATOREACTEUR SUPERSONIQUE PAR EXEMPLE), LA ZONE DE REACTION SITUEE A L'INTERFACE DES DEUX FLUX EST TRES MINCE PAR RAPPORT AUX AUTRES ECHELLES CARACTERISTIQUES DU SYSTEME. UNE ANALYSE ASYMPTOTIQUE NOUS PERMET DE CALCULER UNE SOLUTION APPROCHEE, CONSTRUITE SUR UN NOMBRE ADIMENSIONNEL CARACTERISTIQUE, LE NOMBRE DE DAMKOHLER. LA SIMULATION NUMERIQUE DIRECTE PERMET DE CALCULER DES FLAMMES DE DIFFUSION LAMINAIRES OU TURBULENTES DANS DES GEOMETRIES SIMPLES, PAR LA RESOLUTION DIRECTE DES EQUATIONS DE CONSERVATION, SANS MODELE DE TURBULENCE, NI HYPOTHESE D'EQUILIBRE CHIMIQUE. CES CALCULS APPORTENT DES INFORMATIONS LOCALES ET INSTANTANEES SUR LES INTERACTIONS ENTRE LA FLAMME ET LA TURBULENCE, EN MEME TEMPS QU'UNE ETUDE STATISTIQUE GLOBALE UTILE A LA MODELISATION. ENFIN, LA COMPARAISON DES SOLUTIONS ISSUES DES DEUX METHODES-THEORIQUE ET NUMERIQUE- PERMET UNE VALIDATION RECIPROQUE DANS LE CAS DE LA FLAMME DE DIFFUSION LAMINAIRE MONODIMENSIONNELLE. APRES AVOIR VERIFIE LA BONNE CORRESPONDANCE ENTRE LES DEUX SOLUTIONS, ON UTILISE CETTE METHODE DE COMPARAISON POUR EVALUER LES EFFETS DE COURBURE ET D'INSTATIONNARITE, D'ABORD DANS UNE CONFIGURATION D'INTERACTION FLAMME-PAIRE DE TOURBILLONS, ENSUITE DANS UNE CONFIGURATION DE FLAMME TURBULENTE, ABOUTISSANT A DES DIAGRAMMES DE REGIME DE COMBUSTION TURBULENTE

Download or read book Etude asymptotique simulation num rique directe et mod lisation de l int raction flamme turbulente pr m lang e paroi written by Gilles Bruneaux and published by . This book was released on 1996 with total page 160 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Au cours de ce travail de thèse, nous étudions les interactions flamme turbulente prémélangée-paroi à l'aide d'analyses théoriques et numériques. En premier lieu, nous nous intéressons au régime laminaire. Tout d'abord, un rappel des études menées dans la littérature scientifique nous permet de caractériser les configurations d'interaction puis de valider l'emploi de schémas cinétiques simplifiés. Ensuite, des calculs d'intéraction laminaire sont effectués à l'aide d'une simulation numérique directe employant un schéma cinétique à une étape, puis sont comparés avec succès à une analyse asymptotique. Nous retrouvons les distances de coincement et les flux de chaleur pariétaux de la littérature. Les pertes thermiques réduisent la vitesse de consommation et mènent à l'extinction de la flamme lors du maximum du flux de chaleur pariétal. Cette extinction est suivie d'une phase de retrait de la flamme, quand le fuel diffuse dans la zone de réaction, qui explique la faible production d'imbrûlés de combustion lors de l'interaction. Dans une seconde partie, nous étudions le régime turbulent. Pour cela, deux types de simulations numériques directes sont menés : des calculs bi-dimensionnels complets et des calculs tri-dimentionnels à densité constante. Des résultats similaires sont obtenus : le comportement local de la flamme turbulente est assimilable à une interaction laminaire, et il existe des poches de gaz frais dans les gaz brûlés, associées à des zones d'extinction locales. Dans les calculs bi-dimensionnels les distances de coincement et les flux thermiques maximaux sont comparables aux valeurs laminaires. Cependant, dans les calculs tri-dimensionnels, la structure de la turbulence induit des distances plus petites et les flux plus élevés. Dans une dernière partie, nous élaborons et validons un modèle d'interaction flamme-paroi. Ce modèle s'appuie sur l'approche des flammelettes, où la flamme est décrite par sa vitesse de consommation et sa densité de surface. L'équation exacte de propagation de la densité de surface est prise comme point de départ et son bilan est équilibré avant, pendant et après l'interaction. Des sous-modèles sont proposés pour chacun des termes de l'équation et sont comparés individuellement aux résultats de la DNS. L'effet des pertes thermiques sur la vitesse de consommation est pris en compte dans l'expression du taux de réaction moyen, ainsi que dans les expressions des termes de transport et de destruction de surface. La diminution des échelles turbulentes près du mur affecte les expressions des termes d'étirements turbulent et de diffusion turbulente. Ensuite, ce modèle est dérivé en loi de paroi puis incorporé dans un code de calcul moyenné (Kiva2-MB). Il est validé dans un calcul de combustion moteur.

Download or read book COMBUSTION PARTIELLEMENT PREMELANGEE STABILISATION ET EXTINCTION D UNE FLAMME DE DIFFUSION written by VALERIE.. FAVIER and published by . This book was released on 2000 with total page 201 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CE TRAVAIL EST CONSACRE A L'ETUDE DE LA STABILISATION ET L'EXTINCTION DES FLAMMES NON-PREMELANGEES. UNE ETUDE PRELIMINAIRE SUR LA STABILISATION D'UNE EXTREMITE DE FLAMME DANS LE SILLAGE DE LA PAROI SEPARATRICE DES REACTIFS INITIAUX EST PRESENTEE EN SIMULATION NUMERIQUE DIRECTE. PUIS, UN PROBLEME MODELE BIDIMENSIONNEL EST CONSTRUIT, A PARTIR DE L'INTERACTION ENTRE UNE FLAMME TRIPLE ET UNE PAIRE DE TOURBILLONS CONTRA-ROTATIFS. DANS CES SIMULATIONS DIRECTES, NOUS NOUS FOCALISONS SUR LES EFFETS DES VARIATIONS DU MICRO-MELANGE IMPOSEES A CETTE EXTREMITE DE FLAMME DE DIFFUSION. CECI NOUS PERMET DE MIEUX COMPRENDRE LES MECANISMES DE PROPAGATION DES EXTREMITES DE FLAMME ET AINSI, LE PROCESSUS DE STABILISATION A LA BASE DES FLAMMES DE DIFFUSION TURBULENTES DECROCHEES. CETTE CONFIGURATION EST AUSSI UTILISEE POUR ETUDIER L'INFLUENCE DU PREMELANGE PARTIEL DES REACTIFS LORS DU PHENOMENE D'EXTINCTION D'UNE FLAMME DE DIFFUSION, STABILISEE PAR UNE FLAMME TRIPLE. LA CREATION D'UN TROU DANS LA ZONE DE REACTION DONNANT NAISSANCE A DEUX NOUVELLES EXTREMITES DE FLAMME, NOUS POUVONS OBSERVER LE DEVELOPPEMENT DU PREMELANGE PARTIEL AU NIVEAU DE CES STRUCTURES DE FLAMME ET COMPARER LE COMPORTEMENT DE LA COMBUSTION, PENDANT ET APRES L'EXTINCTION, AVEC LA THEORIE DES FLAMMELETTES MONODIMENSIONNELLES. EN COMPLEMENT DE CES TRAVAUX, NOUS UTILISONS LE CODE OPPDIF POUR MIEUX COMPRENDRE L'IMPACT DU PREMELANGE PARTIEL DES REACTIFS SUR LA STRUCTURE INTERNE D'UNE FLAMME DE DIFFUSION MONODIMENSIONNELLE ET NOTAMMENT SUR LA REPONSE DE LA FLAMME LORS DE L'EXTINCTION.

Download or read book Mod lisation et th orie des flammes written by Roland Borghi and published by Editions TECHNIP. This book was released on 2000 with total page 520 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Théorie de la combustion : flammes de prémélange, de diffusion, propagation et stabilisation des flammes, flammes laminaires, flammes turbulentes, brouillard de gouttelettes, écoulements réactifs, et autres phénomènes thermochimiques impliqués dans les chambres de combustion pour la propulsion ou la production d'énergie.

Download or read book Etude de la combustion turbulente non pr m lang e et partiellement pr m lang e par simulations num riques directes written by Renan Hilbert and published by . This book was released on 2002 with total page 216 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail présente l’étude de flammes turbulentes non-prémélangées et partiellement prémélangées par simulations numériques directes (DNS) en utilisant des modèles détaillés de chimie de transport. L’interaction entre une flamme H2/Air et un champ de turbulence est simulée et l’influence de la diffusion différentielle sur la structure de la flamme est qualifiée. On note en particulier l’absence de corrélation entre la température de flamme et le taux de dissipation scalaire quand un modèle de transport élaboré est utilisé, ainsi qu’une modification de la limite d’équilibre. Le ré-établissement de l’équation de flammelettes avec la prise en compte d’un nombre de Lewis non unitaire pour la fraction de mélange Z permet de prendre en compte, au moins partiellement, cet effet. Une simulation de l’interaction entre une flamme non-prémélangée H2/Air et une paire de tourbillons avec des modèles détaillés de chimie et de transport a été réalisée, post traitée et analysée. Une extinction de la flamme est observée et la structure partiellement prémélangée au bord de la zone réactive est étudiée. On montre que le radical OH est un bon traceur de la zone d’extinction de la flamme, mais qu’il ne « voit » pas l’intensification de l’activité chimique dans les zones partiellement prémélangées. L’auto-allumage d’une flamme turbulente non prémélangée a été examiné. Les résultats de DNS permettent d’extraire des informations sur la prévision de la localisation du premier site d’autoallumage, sur l’influence du modèle de transport et sur la structure partiellement prémélangée observée. La répétition des calculs permet une étude statistique de l’influence de la turbulence sur le temps d’allumage. Le test a priori d’un nouveau modèle de combustion turbulente basé sur le concept de densité de surface de flamme généralisée donne de premiers résultats prometteurs.

Download or read book Simulation num rique directe et mod lisation de la pollution des flammes turbulentes written by Martin Hilka and published by . This book was released on 1999 with total page 260 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse a pour objectif d'améliorer les connaissances et les modèles de la combustion turbulente prémélangée et en particulier de la formation des polluants dans les flammes turbulentes. Basée sur une approche de simulation numérique directe, bâtie autour du code NTMIX-CHEMKIN et en tenant compte de cinétiques chimiques complexes, nous avons étudié, d'une part, l'interaction d'une flamme de prémélange plane avec une paire de tourbillons, d'autre part, l'interaction flamme turbulence sur la base d'une turbulence homogène isotrope bidimensionnelle. Les résultats de ces études montrent l'inadéquation de certains schémas cinétiques pour la description de l'interaction flamme-tourbillons et donc, à fortiori, pour l'interaction flamme-turbulence. On trace également l'évolution de grandeurs caractéristiques telles que le taux de dégagement de chaleur et l'émission lumineuse au cours de l'interaction. L'étude de flammes turbulentes montre le rôle du monoxyde de carbone en tant qu'intermédiaire clé entre l'oxydation du combustible méthane et la formation du dioxyde de carbone. On observe également que la formation instantanée du monoxyde d'azote no dans une flamme turbulente suit la même dépendance de la température que celle d'une flamme laminaire et peut donc être modélisée en faisant intervenir la fonction de densité de probabilité de la température de l'écoulement turbulent. Par ailleurs, l'analyse statistique des flammes avec une cinétique chimique complexe montre qu'il n'est pas possible d'obtenir les propriétés représentatives d'une surface de flamme à partir d'un seul iso-contour d'une variable caractéristique. L'exploitation de résultats de simulation numérique directe pour ce type de modèles de combustion nécessite l'introduction de grandeurs globales, définies ici par intégration perpendiculaire au front de flamme.

Download or read book Combustion stationnaire et instationnaire de m langes diphasiques written by Rafik Ben Dakhlia and published by . This book was released on 2001 with total page 212 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les travaux réalisés dans cette thèse visent à améliorer la compréhension de la combustion stationnaire et instationnaire de mélanges diphasiques en prenant en compte une cinétique chimique complexe et des propriétés de transport détaillées. On présente d’abord différentes modélisations des milieux polyphasiques réactifs pour établir à partir d’un cadre cinétique une approche originale « multirayons ». Ce cadre formel est d’abord utilisé pour étudier numériquement les flammes de diffusion à contre-courant diphasiques et les flammes prémélangées planes non-étirées. Ces travaux ont permis des études paramétriques montrant d’une part que la fonction donnant l’évolution du taux de dégagement de chaleur en fonction de l’étirement est linéaire pour des flammes diphasiques, alors qu’elle suit la forme de la racine carrée de l’étirement pour les flammes gazeuses. D’autre part, des études paramétriques de flammes prémélangées diphasiques où l’on a fait varier la richesse, la fraction liquide de combustible injecté et la taille des gouttes montrent les différences importantes entre les flammes diphasiques et les flammes gazeuses. L’analyse porte ensuite sur l’évaporation d’une goutte isolée en prenant en compte l’effet Soret. On étudie l’impact de la diffusion multiespèce sur les flammes diphasiques à contre-courant et on montre que la prise en compte de l’effet Soret est nécessaire pour prédire correctement des flammes laminaires diphasiques lorsque le rapport massique combustible/diluant est important. Des simulations numériques directes de mélanges turbulents avec brouillards de gouttelettes sont ensuite effectuées et permettent de montrer que les gouttes sont rapidement convectées dans les zones où la vorticité est minimale. Cette partie doit être vue comme une première contribution à la compréhension des phénomènes instationnaires en combustion turbulente diphasique. Enfin, la dernière partie de l’étude concerne la simulation numérique directe d’une flamme prémélangée de méthanol en prenant en compte une cinétique chimique complexe et des propriétés de transport détaillées. On donne notamment une première simulation de l’interaction entre une paire de tourbillons contra-rotatifs et la flamme.

Download or read book Etude d une flamme non pr m lang e caract ristique d un incendie en pr sence d un coulement forc written by Gilles Kolb and published by . This book was released on 1996 with total page 181 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES INCENDIES DE LOCAUX DOMESTIQUE OU INDUSTRIEL SONT TRES SOUVENT ATTISES PAR UN VENT OU UN COURANT D'AIR. L'ASPECT DEVASTATEUR EST ALORS CONSIDERABLEMENT AMPLIFIE. CE TRAVAIL DE RECHERCHE EVALUE L'INFLUENCE D'UN ECOULEMENT FORCE SUR LA STRUCTURE DE FLAMME D'UN FEU DE NAPPE A SURFACE HORIZONTALE. LA COMBUSTION D'UNE LARGE GAMME DE POLYMERES EST PARTIELLEMENT SIMULEE PAR L'INJECTION D'UN HYDROCARBURE GAZEUX AU TRAVERS D'UN BRULEUR POREUX, PLAN THERMOSTATE, PLACE AU SEIN D'UNE SOUFFLERIE DE SECTION RECTANGULAIRE. LA TAILLE DU DISPOSITIF EXPERIMENTAL SE SITUE ENTRE L'ECHELLE DE LABORATOIRE ET LA VRAIE GRANDEUR, AFIN DE PERMETTRE DE STABILISER UNE FLAMME AYANT LES PHENOMENES PHYSIQUES DEJA CARACTERISTIQUES DE CEUX D'UN INCENDIE. POUR PLUSIEURS VALEURS DES PARAMETRES PRINCIPAUX DE L'EXPERIENCE (PUISSANCE CALORIFIQUE DU FOYER, SURFACE DE PYROLYSE SIMULEE, VITESSE DE L'ECOULEMENT FORCE, GEOMETRIE DU DISPOSITIF), LA STRUCTURE DE L'ECOULEMENT EST IDENTIFIEE DANS ET HORS DE LA ZONE REACTIVE. POUR CELA, UNE TECHNIQUE ORIGINALE DE TRAITEMENT D'IMAGES DE L'EMISSION SPONTANEE DE LA FLAMME A ETE DEVELOPPEE. LES GRANDEURS GEOMETRIQUES DE LA FLAMME VISIBLE AINSI DETERMINEES SONT CORRELEES AUX PARAMETRES DU TEST. DES MODELES PHYSIQUES SIMPLES INSPIRES DES ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES SONT ADAPTES A LA COMBUSTION EN PRESENCE D'UN VENT TRAVERSIER. L'OBSERVATION ET LE TRAITEMENT DE L'INFORMATION SUR L'ASPECT DE LA FLAMME SONT COMPLETES PAR UNE CARACTERISATION DE L'AEROTHERMIQUE DE L'ECOULEMENT. LES EVOLUTIONS DE TEMPERATURE SUR L'AXE DE LA FLAMME SONT EXTRAITES DE LA MESURE DES CHAMPS COMPLETS ET RELIEES A LA FORME DE FLAMME. LA DETERMINATION DU CHAMP AERODYNAMIQUE A MIS EN EVIDENCE LA MODIFICATION DE L'ECOULEMENT EN AMONT DU BRULEUR PAR LA COMBUSTION. UN ECOULEMENT A CONTRE COURANT EST OBSERVE DANS LA PARTIE HAUTE DE LA CONDUITE POUR CERTAINES CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT. LA MESURE DES FLUX DE CHALEUR RECUS AU SOL EN AVAL ET SUR LE BRULEUR PERMET D'IDENTIFIER LE MODE ET L'INTENSITE DES TRANSFERTS FLAMME-PAROI. LES RESULTATS DE CETTE ETUDE EXPERIMENTALE AMELIORENT LA COMPREHENSION DES PHENOMENES PHYSIQUES DANS UNE FLAMME DE DIFFUSION STABILISEE SUR UNE SURFACE COMBUSTIBLE. L'APPROCHE AU MOYEN D'UNE SIMULATION PERMET LA CARACTERISATION FIGEE DU DEVELOPPEMENT ET DE LA PROPAGATION D'UN FEU. CETTE ETUDE CONSTITUE UNE ETAPE FONDAMENTALE DANS LE DEVELOPPEMENT DE MODELES PHYSIQUES ET LA VALIDATION DE CODES D'ANALYSE ET DE SURETE

Download or read book Etude exp rimentale d une flamme de pr m lange stabilis e dans un coulement turbulent point d arr t written by Xavier Coron and published by . This book was released on 2006 with total page 202 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La flamme à point d'arrêt est une configuration académique d'écoulement réactif offrant la possibilité de comparer les résultats de l'analyse théorique avec les données expérimentales. La disposition géométrique retenue pour ce travail est celle d'un écoulement axisymétrique turbulent heurtant sous indice normale une paroi solide : dans ces conditions, une flamme de prémélange peut être stabilisée entre le plan d'injection et la paroi solide. Les conditions de faible turbulence et l'hypothèse d'un régime de flammelette permettent de mener une analyse asymptotique de cet écoulement réactif et en particulier d'exprimer les termes de transport turbulent de masse sous la forme d'une expression algébrique. Sur le plan de l'application, la combustion dans des écoulements étirés et eventuellement non-isenthalpiques du fait des pertes thermiques pariétales est une problématique récurrente rencontrée dans la conception des foyers industriels : l'étude des propriétés dynamiques et structurales d'une flamme stabilisée au voisinage d'une paroi adiabatique ou non permet d'étudier les influences respectives de l'étirement et de la température de paroi. Sur le plan fondamental, l'ambition est le développement de modèles de combustion à fonction densité de probabilité multi-dimensionnelles, prenant en compte une variable d'avancement de la combustion, l'enthalpie, voire la fraction de mélange. Dans un premier temps, l'objectif est limité à la mesure simultanée des champs de vitesse et de variable d'avancement de la combustion en conditon de paroi adiabatique.Le banc Vestales, conçu pour atteindre cet objectif, est composé d'un injecteur de prémélange réactif (propane-air), équipé d'une grille de turbulence et d'une paroi solide disposée en vis-à-vis. Les mesures de vitesse sont effectuées par Anémométrie Doppler Laser (A.D.L.) et Vélocimétrie par Images de Particules (V.I.P.). Afin de déterminer simultanément la variable d'avancement à partir des images V.I.P., un traitement d'image original a été développé pour l'extraction du contour des fronts de flammes locales (flammelettes). Le couplage des contours actifs aux approches frontières et régions s'avère une méthode robuste et précise permettant une analyse topologique du contour. L'étude est limitée à deux valeurs de l'étirement (100 et 120 s^{-1}) et de richesse (0,89 et 0,99). L'écoulement a été caractérisé par A.D.L. et V.I.P. dans différents plans. Une analyse statistique et fréquentielle de la turbulence est proposée. Les grandeurs caractéristiques de la turbulence sont exprimées en terme de moyenne de Reynolds et de Favre, en particulier le flux turbulent de la variable d'avancement, ce qui autorise la comparaison avec des résultats issus de la théorie asymptotique d'une part et de la simulation numérique bidimensionnelle d'autre part.

Download or read book Analyse exp rimentale de la combustion turbulente pr m lang e pour la simulation aux grandes chelles written by Ronnie Knikker and published by . This book was released on 2002 with total page 232 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La simulation numérique est un outil important pour mieux comprendre et prédire les systèmes de combustion industriels, où interviennent des phénomènes physiques complexes à des échelles caractéristiques très variées. La simulation des grandes échelles (LES), où les grandes structures de l’écoulement sont calculées explicitement et l’effet des plus petites est modélisé, apparaît alors comme une approche particulièrement prometteuse. Elle nécessite Donc de disposer de modèles décrivant l’action des échelles non-résolues sur les échelles calculées. Le principal objectif de cette thèse est le développement et la validation de modèles de sous-mailles pour la simulation de la combustion turbulente prémélangée. L’étude expérimentale d’une flamme turbulente en V stabilisée derrière un obstacle a été réalisée au moyen de techniques de mesures avancées. Des visualisations du front de flamme instantané effectuées par fluorescence induite par laser ont permis l’analyse de la modélisation de sous-maille du taux de réaction. L’interaction de la flamme avec une onde acoustique a été étudiée car son mécanisme est considéré comme une étape importante dans le développement des instabilités de combustion. De larges structures cohérentes de la flamme ont été observées, ainsi que de fortes contributions du taux de réaction de sous-maille phénomènes qui doivent être reproduits par les modèles LES. Des analyses détaillées des données expérimentales ont conduit au développement d’un modèle basé sur la courbure de la flamme résolue. Ce modèle prédit une action importante du modèle de sous-maille dans les régions où le front de flamme résolu est fortement courbé, en accord avec les expériences. Un second modèle, basé sur le concept de similarité, désormais classique en modélisation pour la simulation des grandes échelles des écoulements non-réactifs, a également été proposé et testé. Un complément attractif à ce modèle a été développé par une extension originale de la théorie des fractals à là LES des écoulements réactifs. La modélisation fractale du taux de réaction de sous-maille est discutée et analysée à partir des données expérimentales. Une formulation dynamique de ce modèle a également été étudiée. Enfin, l’approche LES analysée dans ce travail a été implantées dans un code de calcul numérique existant et des premiers calculs de la configuration expérimentale ont été réalisés. Les aspects critiques de ces simulations sont discutés et les premiers résultats du modèle de similarité proposé sont comparés aux données expérimentales et à un modèle de sous-maille exitant.

Download or read book Mod lisation de la combustion turbulente non pr m lang e avec prise en compte d une cin tique chimique detaill e written by Stéphan Zurbach and published by . This book was released on 1998 with total page 268 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Une contribution à la modélisation de la combustion turbulente non-prémélangée avec prise en compte d'une cinétique chimique détaillée est présentée. Dans un premier temps, deux méthodes de réduction de la cinétique chimique sont présentées : une méthode empirique basée sur des hypothèses d'équilibre partiel et une méthode de réduction automatique appelée « Intrinsic Low-Dimensional Manifold » (ILDM). Cette dernière permet de réduire des schémas cinétiques complets localement dans l'espace des compositions en optimisant les hypothèses effectuées. Le schéma simplifié est alors décrit par un nombre réduit de variables d'avancement. Dans un deuxième temps, la densité de probabilité jointe de la composition (pdf) est déterminée. Deux approches sont alors décrites : l'approche pdf présumée et la résolution de l'équation de transport de la pdf jointe. Une pdf jointe présumée multiscalaire en bêta est présentée. L'évolution qualitative de la pdf de la composition est retrouvée mais l'extension de cette approche à un nombre plus important de scalaires est nécessaire. Un code de Monte-Carlo eulérien, résolvant l'équation de transport de la pdf de la composition est ensuite mis en œuvre et validé par le calcul de deux flammes jets de diffusion turbulentes. Bien que le nombre de variables du schéma simplifie par la méthode « ILDM » soit insuffisant pour fournir une bonne description des processus chimiques se produisant loin de la stœchiométrie et pour de forts étirements du front de flamme, l'extinction partielle de la première flamme est prédite qualitativement. Concernant la deuxième flamme, on montre la capacité de la méthode à prédire les variations de la pdf de la température et le suréquilibre radicalaire, dont la prédiction est nécessaire au calcul de polluants.

Download or read book Flamme de diffusion turbulente dans un coulement transversal written by Gjergj Xexo and published by . This book was released on 1994 with total page 184 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CE TRAVAIL CONSTITUE UNE CONTRIBUTION A LA CONNAISSANCE DE L'INTERACTION DES FLAMMES DE DIFFUSION TURBULENTE AVEC LE MILIEU ENVIRONNANT EN MOUVEMENT. PLUS PRECISEMENT L'ETUDE PRESENTEE A POUR BUT ESSENTIEL DE MIEUX COMPRENDRE LE COMPORTEMENT DYNAMIQUE D'UNE TELLE FLAMME SOUS INFLUENCE D'UN ECOULEMENT TRANSVERSE, L'EVOLUTION DU CHAMP DES PRINCIPALES GRANDEURS AEROTHERMOCHIMIQUES A L'INTERIEUR DE LA FLAMME AINSI QUE SON EFFET RADIATIF VERS LE MILIEU AMBIANT. L'OUTIL D'ANALYSE EST UN MODELE DE TYPE INTEGRAL. UNE ANALYSE DIMENSIONNELLE DE LA FLAMME DE DIFFUSION A ETE PRESENTEE. ELLE COUVRE DIFFERENTS REGIMES CARACTERISTIQUES D'ECOULEMENT. ENSUITE UNE ESTIMATION ANALYTIQUE DU TAUX D'ENTRAINEMENT DANS LES FLAMMES DE DIFFUSION A ETE MIS EN EVIDENCE. LES RESULTATS MONTRENT QUE LES FLAMMES DE DIFFUSION SONT SUJET A UNE VARIATION SENSIBLE DE L'ENTRAINEMENT DU A DES IMPORTANTES DIFFERENCES DE MASSE VOLUMIQUE. UNE APPROCHE INTEGRALE A ETE APPLIQUEE POUR PREDIRE LE COMPORTEMENT D'UNE FLAMME DE DIFFUSION TURBULENTE. LA DETERMINATION DE L'ENSEMBLE DES PARAMETRES A L'INTERIEUR DE LA FLAMME EST EFFECTUEE A L'AIDE D'UN SYSTEME D'EQUATIONS DIFFERENTIELLES QUI REPRESENTE LES LOIS DE CONSERVATION. LE PASSAGE A L'ECHELLE LOCALE A ETE FAIT A L'AIDE DES PROFILS DE SIMILITUDE. EGALEMENT, NOTRE MODELISATION TIENT COMPTE D'UN MODELE DE TURBULENCE ET UN MODELE DES SUIES DANS LE BUT D'ESTIMER L'EMISSIVITE DE LA FLAMME ET LA PUISSANCE RAYONNEE. LES RESULTATS DE LA MODELISATION SONT COMPARES A CEUX ISSUS DES EXPERIENCES MENEES DANS UNE SOUFFLERIE SUBSONIQUE. LES MESURES EFFECTUEES SUR DES FLAMMES DE DIFFUSION AYANT UNE LONGUEUR MAXIMALE DE L'ORDRE DE 2,5M CONCERNENT DIFFERENTS ELEMENTS GEOMETRIQUES DE LA FLAMME, LE CHAMP MOYEN DES TEMPERATURES, LA DISTRIBUTION DES PRINCIPALES ESPECES CHIMIQUES ET QUELQUES CARACTERISTIQUES DU CHAMP RADIATIF. L'ETUDE DANS SON ENSEMBLE PEUT MENER A UNE MAITRISE PLUS PARFAITE DE L'IMPACT D'UNE FLAMME DE DIFFUSION TURBULENTE SUR L'ENVIRONNEMENT ; ELLE FOURNIT UNE ASSISTANCE DANS LE DOMAINE DE PREVENTION GAZIERE

Download or read book Flamme en V turbulente simulation num rique directe et mod lisation de la combustion turbulente pr m lang e written by Raphae͏̈l Hauguel and published by . This book was released on 2003 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ces travaux sont principalement consacrés à l'étude de la combustion turbulente prémélangée et à sa modélisation. L'outil numérique qui a été choisi est la Simulation Numérique Directe (DNS). Tout d'abord, des flammes planes placées dans des turbulences homogènes et isotropes ont été simulées. Il a été montré que cette configuration ne permet pas d'obtenir de solutions statistiquement stationnaires, ce qui limite considérablement leur utilisation pour tester des modélisations qui ont pour objet de décrire le comportement des champs moyens. L'accent a alors porté sur la réalisation de DNS proches de configurations expérimentales. Des flammes en V se développant dans différentes turbulences de grille et stabilisées par un fil chaud ont été étudiées. A partir des données issues de la DNS, l'interaction flamme-turbulence a été analysée. Deux régimes de transport turbulent sont observés : un régime de type gradient et un régime de type contre-gradient. C'est donc une formulation au second ordre qui a été retenue pour analyser la modélisation de la combustion turbulente. La formulation au second ordre fait intervenir de nouveaux termes qui doivent être modélisés pour que le problème soit fermé. Ce sont les modèles basés sur l'approche conditionnelle développée par Bray, Moss et Libby qui sera retenue. Suivant ce formalisme, une évaluation des termes et des fermetures existantes a été effectuée. Puis de nouveaux modèles, plus précis, ont été proposés. Enfin, les travaux ont évolué vers l'étude de la densité de surface de flamme. Sa fermeture algébrique et les termes, qui apparaissent dans son équation de transport, ont été étudiés. A l'aide de ces résultats, une nouvelle fermeture pour le taux de dissipation scalaire est proposée.

Download or read book Simulation num rique de la combustion turbulente pr m lang e par m thodes aux grandes chelles written by Fabrice Charlette and published by . This book was released on 2002 with total page 207 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La simulation numérique de la combustion, qui constitue un outil puissant pour le développement de nombreuses applications industrielles, est rendue difficile par la grande diversité des échelles caractéristiques de la turbulence et par la finesse des zones de réaction. Les méthodes aux grandes échelles ou LES, qui sont étudiées dans ce travail, permettent de s’affranchir des limitations des simulations directes, tout en permettant, notamment au niveau des phénomènes instationnaires, une meilleure description de l’écoulement que la résolution des équations moyennées. Le principal problème de l’application des méthodes aux grandes échelles pour la simulation de la combustion turbulente prémélangée réside dans le fait que l’épaisseur de flamme est généralement très inférieure au pas du maillage du calcul. Afin de se défaire de ce problème de résolution numérique, deux méthodes ont été ici étudiées : l’épaississement artificiel du front de flamme (TP-LES), et l’approche filtrée, pour laquelle une taille de filtre supérieure au pas du maillage a été utilisée. Des expressions analytiques ou basés sur une bibliothèque de flammelettes permettent la fermeture de la partie laminaire de l’approche filtrée. Des tests simples de propagation de flamme attestent du bon contrôle de l’épaisseur de la flamme par l’approche TF-LES et par l’approche filtrée. Pour la propagation turbulente, trois modèles ont été étudiés au cours de ce travail : un modèle algébrique de type Bray-Moss-Libby, un modèle à une équation proposé pour le plissement, et un modèle à fonction d’efficacité avec une loi en puissance. Des résultats de simulations tridimensionnelles d’interaction entre une flamme prémélangée et une turbulence homogène isotrope temporellement décroissante montrent que les trois modèles sont relativement peu dépendants des paramètres numériques des calculs (résolution, facteur d’épaississement, taille du filtre). Par comparaison avec des données expérimentales et de simulation directe, le modèle de plissement de flamme qui suit une loi en puissance à la meilleure estimation de la vitesse de flamme turbulente globale. Pour ce modèle une procédure de détermination dynamique de l’exposant est également proposée et testée avec succès dans la même configuration d’interaction flamme/turbulence.

Download or read book APPLICATION DE MODELES STOCHASTIQUES A LA SIMULATION DE LA DIFFUSION ET DE LA COMBUSTION TURBULENTE written by JEAN.. M'FOUTOU and published by . This book was released on 1992 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE ETUDE CONCERNE LA SIMULATION DE LA DIFFUSION ET DE LA COMBUSTION TURBULENTE ET DU FONCTIONNEMENT D'UNE SONDE A TEMPS DE VOL. POUR LA DIFFUSION TURBULENTE NOUS AVONS UTILISE DES MODELES A UNE OU DEUX PARTICULES. DANS CES MODELES LES TRAJECTOIRES DES PARTICULES FLUIDES SONT OBTENUES EN RESOLVANT UNE OU DEUX EQUATIONS STOCHASTIQUES. LE CHAMP DE TEMPERATURE A PU ETRE CALCULE A PARTIR DES TRAJECTOIRES ET DU PROFIL DE TEMPERATURE ASSOCIE. DES ECHELLES ET DES PARAMETRES CARACTERISTIQUES DU PROCESSUS DE DIFFUSION TURBULENTE ONT PU ETRE DEFINI. CES MODELES ONT ETE EGALEMENT UTILISES EN COMBUSTION AFIN DE SIMULER LA PHASE INITIALE DU DEVELOPPEMENT D'UNE FLAMME DE PREMELANGE. DES COMPARAISONS AVEC DES RESULTATS EXPERIMENTAUX DE DIFFUSION ET DE COMBUSTION ONT MONTRE UN ACCORD RELATIVEMENT SATISFAISANT. ENFIN, UNE SONDE DE VITESSE BASEE SUR LA MESURE DU TEMPS DE VOL D'UNE IMPULSION DE CHALEUR PAR CORRELATION A ETE MODELISEE. CETTE SITUATION A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE LES INFLUENCES RESPECTIVES DE L'INERTIE THERMIQUE DES FILS UTILISES ET DE LA DIFFUSION MOLECULAIRE SUR LE TEMPS DE VOL

Download or read book valuation des termes de transport et de dissipation de surface de flamme par simulation num rique directe de la combustion turbulente written by Hicham Boughanem and published by . This book was released on 1998 with total page 195 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'hypothèse de transport par gradient de la variable d'avancement de la réaction a un domaine de validité limité dans le cas des flammes turbulentes prémélangées. L'existence de deux régimes de transport, gradient et contre-gradient, est démontrée dans ce travail à l'aide de Simulations Numériques Directes (DNS), réalisées dans des configurations de flammes planes. La base de données DNS a permis de caractériser l'influence du dégagement de chaleur, celle du rapport de vitesse, et celle d'un champ d'accélération externe. Les simulations révèlent une forte corrélation entre la nature du transport turbulent et la vitesse et l'épaisseur de flamme turbulente. Ces effets ne sont pas correctement décrits dans les modèles de combustiion. Une approche conditionnelle " gaz frais / gaz brûlés " est proposée pour résoudre les difficultés rencontrées. D'autre part ce travail a permis d'observer à l'aide des simulations le développeent d'instabilités de flammes dans des configurations turbulentes. Un critère est proposé pour déterminer le domaine d'influence de ces instabilités (instabilités de Darieus-Landau, instabilités de Rayleigh-Taylor, instabilités thermo-diffusives).Ce critères suggère que le rôle des instabilités de flamme n'est pas limité à des écoulements à faible nombre de Reynolds.