Identifiant pérenne de la notice : 22777714X
Notice de type
Notice de regroupement
Note publique d'information : Ce mémoire de thèse est consacré à la modélisation des écoulements turbulents réactifs
dans des cas où les mélanges combustible-air peuvent ne pas être parfaitement prémélangés.
Les hypothèses de Schvab-Zeldovich permettent alors d'utiliser seulement deux variables
pour caractériser l'état thermochimique du mélange. Nous choisissons ici la fraction
de mélange pour décrire la composition des gaz frais et la fraction massique de
combustible Y pour évaluer l'avancement de la réaction. L'analyse repose sur le formalisme
LW-P, ici étendu au second ordre en proposant une PDF jointe des scalaires et de la
vitesse composée de distributions de Dirac. Nous présentons également de nouvelles
fermetures algébriques pour les termes de dissipation des fluctuations des quantités
scalaires associés au mélange à petite échelle. L'analyse des effets des fluctuations
de pression conduit à la proposition de nouvelles fermetures des équations pour les
tensions de Reynolds et des flux turbulents scalaires. Ces fermetures prennent en
compte les phénomènes de production de turbulence par les flammes et de diffusion
non-gradient dans des cas partiellement prémélangés. Les modèles développés ici sont
implantés dans le logiciel de mécanique des fluides numérique Code-Saturne et validés
en utilisant tout d'abord la configuration ORACLES du LCD puis la flamme en V turbulente
étudiée expérimentalement au CORIA. Ces deux dispositifs expérimentaux permettent
l'étude de la combustion partiellement prémélangée. Les simulations numériques de
ces deux écoulements, utilisant le modèle LW-P, ont donné des résultats en bon accord
avec les données expérimentales.
Note publique d'information : The present study is devoted to the numerical modeling of turbulent reactive flows
in situations where reactants are not ideally premixed. In this case, the description
of the local thermochemistry requires at least two variables. Here we chose the mixture
fraction to describe the local composition of fresh mixture and the fuel mass fraction
Y to evaluate the progress of the chemical reaction. The numerical model is based
on the LW-P analysis but here the joint velocity-scalar discrete PDF made of Dirac
delta functions is considered in the context of a second order modeling. New algebraic
closures for the scalar dissipation terms are proposed to represent the mixing at
small scales. Special attention is paid to the closure of pressure fluctuating terms
which appear in the turbulent transport equations. The proposed closure is able to
take into account the counter-gradient diffusion and flame generated turbulence effects.Numerical
simulations are performed with the CFD code Code-Saturne and the model is validated
using first the experimental configuration ORACLES from LCD and second the turbulent
V-shaped flame studied at CORIA. Numerical results obtained for these two configurations
are in good agreement with experimental data in both cases of perfectly and partially
premixed turbulent reactive flows.
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data.idref.fr
Documentation
