Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université Médéa -Yahia Farès
Affiliation
Institut des Sciences et de la Technologie
Auteur
MEDGUEDEM, Salah
Directeur de thèse
CHIKH Salah (Professeur)
Filière
Génie des procèdes
Diplôme
Doctorat
Titre
Simulation numðrique de la structure et la stabilisation de front d’une flamme turbulente
Mots clés
combusion ,flamme,turbulance
Résumé
L’etude numerique des ecoulements reactifs nous guide certainement II la deterrnination des conditions operatoires et au choix de la composition du fuel des chambres de combustion modernes. II est done important de developper les capacites de prediction de la simulation numerique. En effet, la simulation numerique permet de reduire le coút et temps d’etudes. II est plus simple de modifier numeriquernent la geometrie ou les conditions d’utilisation (pression, ternperature d’entree) d’un injecteur, qu’experirnentalement. L’approche nurnerique permet done de tester un grand nombre de solutions pour ne retenir que les plus adequates pour des tests experirnentaux. Pour ce faire, plusieurs approches numeriques sont possibles: > Les methodes de simulation directe (DNS) consistant II resoudre les equations du mouvement (Navier-Stokes), continuite, quantite de mouvement, energie et les reactions avec des modeles appropries. Cette approche necessite un outil informatique tres puissant et un temps de calcul tres long. Ainsi elle n’est applicable que dans le cas des ecoulernents avec des geometri es tres simples. > La simulation des ecoulernents moyens (ou RANS, pour Reynolds A veraged Navier-Stokes equations) est utilisee pour la description des ecoulernents turbulents, reactifs ou non. On dit aussi qu’il s’agit de la modelisation physique de toutes les structures. En revanche, le coút calcul est sensiblement moindre d’autant que de nombreuses hypotheses simplificatrices peuvent etre introduites : ecoulements bidimensionnels, symetrie, periodicite, etc. Les calculs avec des modeles RANS utilisent une chimie plus detaillee, Cette approche ne nous renseigne que sur les quantites moyennes regissant l’ecoulernent et permet de connaitre la position moyenne de la flamme. ~ Une autre alternative se developpe depuis plusieurs annees. II s’agit de la simulation des grandes echelles de la turbulence (LES pour Large Eddy Simulation). Cette methode est particulierernent adaptee fl letude des interactions instationnaires entre la turbulence et la combustion, comme les instabilites de combustion. Cette approche est tres bien adaptee aux ecoulernents turbulents reactifs et non reactifs et plusieurs exemples temoignent de son pouvoir predictif, Elle permet d’etudier les instabilites dues fl l’acoustique et fl la turbulence sur la combustion et la diffusion des flammes, chose qui est impossible avec une etude RANS. L’approche LES peut resoudre les petites fluctuations de vitesse et la composition chimique avec un filtre tres bas. Par consequent, une description precise du melange, le mecanisme d’entrainement de la combustion dans de teIs systemes est possible. Elle permet de connaitre I’evolution de lecoulement reactif au cours du temps et, gráce fl lavenement du calcul parallele, son utilisation dans des applications industrielles devient possible, puis a ete recernment etendue fl la combustion gazeuse. L’objectif vise fl travers ce travail est, en premier lieu, detudier la structure de front d’une flamme turbulente par l’approche LES utilisant le code de calcul Fluent, en second lieu, de faire une analyse comparative de simulations effectuees par LES sur differentes applications. On visera principalement le probleme de stabilite de la flamme et les conditions d’existence de differents types de flammes (etiree, pulsee, accroche, ... ). NB: Le candidat est titulaire d’un diplðme de Magister en Genie Mecanique, (option: Energetique Numerique) sur le therne : «SIMULATION NUMERIQUE DE LA COMBUSTION NON-PREMELANGEE A LA SORTIE D’UN INJECTEUR CO-COURANT HYDROGENEjOXYGENE »
Statut
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