Simulations Numériques Directes d’une méso-chambre de combustion : Mise en oeuvre et analyses

par Marianne Cuif Sjöstrand

Thèse de doctorat en Energétique

Sous la direction de Yves d' Angelo.

Le président du jury était Julien Reveillon.

Le jury était composé de Yves d' Angelo, Eric Albin, Bruno Renou, Fabio Cozzi.

Les rapporteurs étaient Vincent Giovangigli, Arnaud Mura.


  • Résumé

    La méso-combustion est le régime de combustion où la taille caractéristique du domaine est juste supérieure à la distance de coincement de la flamme , typiquement de l'ordre du centimètre. La difficile réalisation de systèmes de combustion fonctionnant en ce régime de flamme particulier suscite l'intérêt : il devient alors possible de tirer parti de la haute densité énergétique des hydrocarbures pour concevoir des systèmes de production d'énergie plus compacts. Nous nous intéressons à la réalisation de calculs DNS compressibles d'une chambre de combustion cubique de 8 x 10 x 8 mm3. Ce travail présente autant la mise en œuvre des calcules, en particulier la problématique de la condition frontière mur, que les résultats obtenus. Ces derniers nous permettent d'analyser la phénoménologie complexe de cet écoulement réactif confiné et serviront de base à des modélisations futures.

  • Titre traduit

    Direct Numerical simulations of a meso-scale combustion chamber : Implementation and Analysis


  • Résumé

    Meso-combustion can be defined as the combustion regime where the involved lenghts scales are close but slightly larger than the quenching distance of the flame, tipically smaller than a cm. By taking advantage of the high energetic density of liquid hydrocarbons, it would become possible to build small-sized combustion-based long-lived lighter electrical power systems. However combsution phenomena at these meso-scales have their own shortcomings. Indeed, by decreasing the system size, the usual phenomenological balance betwenne chemical reactions, mixing, turbulence and heat transfer is changed. In the present work, we focus on the DNS calculation of a cubic meso-combsution chamber of 8 x 10 x 8 mm3. This works presents the implementation of the numerical strategy used, with a specific attention to the no-slip wall compressible boundary condition. We then present an analysis of this particular reactive flow. The results are useful for future modeling of such a combustor.


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