Thèse soutenue

Etude numérique d'une couche de mélange supersonique d'hydrogène et d'air : conditions d'allumage et structure de la combustion

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Auteur / Autrice : Michel René-Corail
Direction : Bruno Deshaies
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Énergétique
Date : Soutenance en 1995
Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Ce memoire presente une etude numerique de la combusiton dans deux configurations de base, la couche de melange et les jets concentriques, lorsque la combustion resulte du melange de deux ecoulements supersoniques contenant l'un l'oxydant, l'autre le combustible. Le premier chapitre est consacre a la formulation mathematique du probleme et aux simplifications qu'il est legitime d'y introduire (parabolisation du systeme d'equations) et que nous utiliserons dans ce travail. Nous y presentons aussi le code de calcul que nous avons developpe pour conduire cette etude. Dans le second chapitre, nous presentons une etude systematique de l'influence des parametres physico-chimiques et aerodynamique de l'ecoulement, sur les conditions d'allumage et la structure de la combustion dans les couches de melange et les jets utilisant pour cette etude une modelisation du processus chimique par une reaction globale. Le troisieme chapitre est consacre a l'etude des configurations de couches de melange et de jets lorsque le combustible est de l'hydrogene et l'oxydant de l'air. Cette etude prend en compte une cinetique chimique realiste multireactionnelle (38 reactions elementaires) et multi-especes (9 especes). Nous montrons que pour ces reactifs, la zone de combustion presente une structure tres particuliere, structure que nous expliquons a partir des specificites de la cinetique chimique des reactions de l'hydrogene dans l'air et des proprietes de transport de ces deux reactifs. L'etude de l'influence du differentiel de vitesse entre les ecoulements d'hydrogene et d'air met en evidence un comportement non monotone de la longueur d'induction du a l'influence de la dissipation visqueuse. Dans le quatrieme chapitre, nous precisons l'influence exercee sur les resultats par la parabolisation du systeme d'equations