Thèse soutenue

Prédiction du transfert radiatif au sein d’une flamme prémélangée swirlée à l’aide d’une méthode Quasi-Monte Carlo couplée à la simulation aux grandes échelles
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Auteur / Autrice : Lorella Palluotto
Direction : Olivier GicquelRonan VicquelinAlessandro Parente
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Combustion
Date : Soutenance le 04/07/2019
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE) en cotutelle avec Université libre de Bruxelles (1970-....)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences (Cachan, Val-de-Marne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'énergétique moléculaire et macroscopique, combustion (Gif-sur-Yvette, Essonne)
établissement opérateur d'inscription : CentraleSupélec (2015-....)
Jury : Président / Présidente : Thierry Schuller
Examinateurs / Examinatrices : Olivier Gicquel, Ronan Vicquelin, Alessandro Parente, Thierry Schuller, Mouna El Hafi, Florent Duchaine, Axel Coussement, Antonio Andreini
Rapporteurs / Rapporteuses : Mouna El Hafi, Florent Duchaine

Mots clés

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Résumé

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La prédiction des flux aux parois joue un rôle déterminant dans le cycle de vie des chambres de combustion. Le transfert de chaleur de la flamme aux parois est entraîné, outre la convection, également par le rayonnement des gaz chauds au sein de la chambre. Afin d’intégrer les contributions convectives et radiatives au flux pariétal il est nécessaire de résoudre simultanément l’équation de transfert radiatif et les équations régissant l’écoulement réactif. Quand les méthodes de Monte Carlo sont couplées aux simulations aux grandes échelles (LES), de telles simulations deviennent très coûteuses. L’objectif de cette thèse est donc d’investiguer une technique pour améliorer l’efficacité de la méthode MC, basée sur un mécanisme alternatif d’échantillonnage appelée intégration Quasi-Monte Carlo (QMC). Au cours de cette thèse, la méthode QMC a été couplée à une simulation LES dans une configuration où le rayonnement joue un rôle très important : la flamme méthane-air de la chambre Oxytec. La comparaison entre les simulations couplées et non couplées avec les données expérimentales montre que le rayonnement thermique a un impact sur la topologie de l’écoulement et de la flamme. Enfin, un bon accord est trouvé entre le flux de chaleur pariétal prédit par la simulation et les données expérimentales.