Développement d'une stratégie de post-traitement pour l'analyse de la combustion prémélangée : application à une flamme turbulente swirlée.

Post-processing Strategy Development for Premixed Combustion Analysis : Application to Turbulent Swirled Flames

• Auteur / Autrice : Pierre-Edouard Bossard
• Direction : Sébastien Ducruix, Laurent Zimmer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Combustion
• Date : Soutenance le 14/06/2017
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : CentraleSupélec (2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'énergétique moléculaire et macroscopique, combustion (Gif-sur-Yvette, Essonne)
• Jury : Président / Présidente : Bruno Renou
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Franck Richecœur, Mamoru Tanahashi
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : François Lusseyran, Pierre Gajan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chambres de combustion

Flamme

Combustion

Mots clés libres

Combustion

Instabilité

DMD

POD

Post-traitement

LIF

PIV

Combustion

Instability

DMD

POD

Post-processing

LIF

PIV

Résumé

Une des pistes majeures pour obtenir des turbines à gaz moins polluantes est l'utilisation de chambres de combustion fonctionnant en régime prémélangé pauvre. Cependant, dans de tels régimes de fonctionnement, la flamme obtenue est cependant plus facilement sujette aux instabilités thermo-acoustiques.Dans cette thèse, un brûleur étagé swirlé fonctionnant au propane a été employé pour illustrer une méthode d'analyse de la combustion prémélangée. Cette installation a été étudiée à l'aide de diagnostics classiques (micros, PLIF, film à haute cadence de la flamme).La stratégie de post-traitement développée dans cette thèse utilise par contre des outils eux aussi classiques (PSD, moyenne de phase) mais aussi une méthode d'analyse avancée, la Décomposition en Modes Dynamiques. Celle-ci est notamment étudiée em détail afin d'en cerner les avantages et les limitations dans le cadre de l'analye des instabilités de combustion.

One of the major ways of reducing pollutant emissions in gas turbines is using combustion chambers with lean premixed mixtures. However, in such operating conditions the flame is more susceptible to thermo-acoustic instabilities. In the present work, a propane-fed swirled burner using two injection stages is used to illustrate a post-processing strategy for premixed combustion analysis. This model burner has been studied using classic diagnostics (microphones, PLIF, highspeed imaging).The strategy developed in the present work uses both classic postprocessing tools (PSD, phase averaging) and an advanced method, the Dynamic Mode Decomposition. In particular, this method is studied in detail and compared to more lassic ones in order to clearly point its advantages as well as its shortcomings when used to study combustion instabilities.