Modélisation de la structure et de la dynamique des flammes pour la simulation aux grandes échelles
Modélisation de la structure et de la dynamique des flammes pour la simulation aux grandes échelles
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大阶梯模拟火焰的结构和动态模型
DOI:
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发表时间:
2011
期刊:
影响因子:
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通讯作者:
Pierre Auzillon
中科院分区:
文献类型:
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作者:
Pierre Auzillon
Dans le contexte actuel, pour diminuer la consommation de fuel et les emissions de polluants comme le CO2 ou les NOx, les chambres de combustion aeronautiques de nouvelle generation sont basees sur la combustion partiellement premelangee pauvre. La simulation numerique de ce type de chambre necessite de predire avec precision la temperature, la dynamique de flamme et la formation de polluants. Comme l’ecoulement est fortement instationnaire, l’utilisation de la simulation aux grandes echelles s’avere necessaire. C’est dans ce contexte que nous avons developpe le modele F-TACLES (Filtered Tabulated Chemistry for Large Eddy Simulation). Ce modele se base sur un filtrage a priori de flammelettes calculees en prenant en compte les effets lies a la chimie detaillee. Il permet alors d’ameliorer la prediction des polluants et de la temperature tout en prenant en compte les contributions resolues et de sous maille de plissement, garantissant ainsi la bonne prediction de la vitesse de propagation de la flamme. F-TACLES est applique a deux configurations d’injecteurs industriels etudies experimentalement : les chambres PRECCINSTA et MOLECULES. Sur le plan de la prediction de la dynamique de flamme, le developpement de F-TACLES a induit une reflexion plus generale sur la combustion en LES. En effet, l’ensemble des methodes de simulation de la combustion introduisent un epaississement artificiel de la flamme afin de pouvoir la resoudre sur le maillage de calcul. L’impact de cet epaississement est etudie pour les approches TFLES (Thicken Flame for Large Eddy Simulation) et F-TACLES dans le cadre simplifie de la combustion premelangee. Pour cela, une approche analytique ainsi que des simulations laminaires et turbulentes sont realisees et comparees a des simulations directes (Direct Numerical Simulation) et a des donnees experimentales. Pour finir, la chambre de combustion d’un helicoptere est simulee avec l’approche F-TACLES pour reproduire et comprendre l’effet d’une modification geometrique observee experimentalement.