Simulation aux grandes échelles d'allumage de fuites accidentelles d'hydrogène à haute pression

Large Eddy Simulation of accidental high pressure hydrogen leaks ignition

• Auteur / Autrice : Raquel Da Conceição De moura
• Direction : Thomas Jaravel
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Dynamique des fluides
• Date : Inscription en doctorat le 06/01/2025
• Etablissement(s) : Université de Toulouse (EPE ; 2025-...)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, énergétique, génie civil et procédés
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CERFACS
• Partenaire(s) de recherche : établissement délivrant conjointement le doctorat : Institut national polytechnique (Toulouse ; 1969-....)

Mots clés

Mots clés libres

Combustion

Hydrogen

Jets sous-détendus

Simulation aux grandes échelles

Allumage

Combustion

Hydrogen

Under-expanded jets

Large Eddy Simulation

Ignition

Résumé

- Pendant trois ans, une étude numérique du comportement après allumage de jets d'hydrogène supersoniques sous-étendus issus d'une fuite accidentelle d'H2 sera menée. Il s'agit de comprendre le comportement transitoire de l'allumage à la flamme stabilisée, en comparant différents temps et lieux d'allumage. En outre, différentes géométries de tuyères sont explorées : axisymétriques (circulaires) et non axisymétriques (rectangulaires et oblongues). Le code CFD utilisé est le code interne AVBP et les résultats seront validés par rapport aux résultats expérimentaux obtenus par l'IMFT. - Les objectifs sont les suivants : s'appuyer sur la méthodologie existante créée par une autre doctorante du CERFACS, Félicia Garnier, sur les jets H2 sous-étendus dans l'air et d'étendre la méthodologie à des géométries de tuyères non-axisymétriques; étudier diverses conditions de flammes pour valider ou améliorer la modélisation LES et comprendre les phénomènes physiques à l'origine de la stabilisation et de la longueur de ces flammes. - Les connaissances, l'expertise et les compétences dans divers domaines seront obtenues principalement dans : la combustion, l'hydrogène, la sécurité, la conception CAO, le maillage, les jets sous-étendus, l'allumage, la dynamique des fluides numérique. Ces connaissances seront acquises par le biais d'une revue de la littérature, de discussions avec les tuteurs et les pairs, de formations.

- During 3 years a computational study of ignition behaviour of under-expanded supersonic hydrogen jets issued from an accidental leak will be conducted. Of interest is to understand the transient behaviour from ignition to stabilised flame, comparing different ignition times and places. Moreover different nozzle geometries are explored: axisymmetric (circular), and non axisymmetric (rectangular and oblong). The CFD code to be used is the in-house code AVBP and the results will be validated against experimental results some currently being obtained from IMFT. - The goals are: to build on the existing methodology created by a fellow CERFACS PhD student Félicia Garnier on underexpanded H2 jets in air and then extend the methodology to non-axisymmetric nozzle geometries; further to study various flame conditions to validate or improve LES modelling and understand physical phenomena driving the stabilization and length of these flames. - Knowledge, expertise and skills in various fields will be obtained mainly in: combustion, hydrogen, safety, CAD design, meshing, under-expanded jets, ignition, computational fluid dynamics. These will be acquired through literature review, discussion with tutors and peers, formations.