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Simulation Numerique De Lecoulement Dun Melange Air Et Phase Dispersee Pour Lallumage Dune Chambre De Combustion Aeronautique Via Un Formalisme Euler Lagrange
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Book Synopsis Simulation numérique de l'écoulement d'un mélange air et phase dispersée pour l'allumage d'une chambre de combustion aéronautique via un formalisme Euler Lagrange by : Loïc Hervo
Download or read book Simulation numérique de l'écoulement d'un mélange air et phase dispersée pour l'allumage d'une chambre de combustion aéronautique via un formalisme Euler Lagrange written by Loïc Hervo and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de cette thèse est de contribuer au développement et à la validation d'outils numériques permettant la Simulation aux Grandes Echelles (SGE) de l'allumage d'un écoulement turbulent diphasique dans une chambre de combustion. Pour ce faire, une méthode de dépôt d'énergie modélisant l'apport d'énergie lié au claquage de la bougie d'allumage a été implémentée dans la chaîne de calcul CEDRE. Cette méthode a été validée sur une simulation de l'allumage d'un écoulement laminaire purement gazeux d'air et de propane. Une SGE de l'écoulement d'air du MERCATO a été effectué à l'aide du solveur Navier-Stokes CHARME de CEDRE. Cette simulation reproduit fidèlement l'écoulement turbulent non-réactif dans la chambre de combustion. Une méthode d'injection simplifiée FIMUR a été ajoutée au solveur lagrangien SPARTE de CEDRE. Dans cette méthode, des gouttes sont injectées directement au nez de l'injecteur avec une distribution de vitesse et de taille imposée. Une SGE de l'écoulement turbulent diphasique dispersé non-réactif dans la chambre MERCATO a ensuite été réalisée avec cette méthode. La comparaison des champs particulaires moyens de vitesse et de taille obtenus par simulation numérique avec les données expérimentales est satisfaisante. Enfin, des SGE de l'allumage de la chambre MERCATO ont été effectuées à partir du champ diphasique non-réactif simulé et de la méthode de dépôt d'énergie développée. Selon l'instant du dépôt d'énergie, les simulations conduisent à des allumages réussis ou ratés. La propagation de la flamme dans la chambre pour un allumage réussi a fait l'objet d'une analyse détaillée pour tenter de déterminer les principaux facteurs l'influençant.
Book Synopsis Etude numérique de l'allumage et du développement de la combustion dans une couche limite supersonique by : LUIS FERNANDO.. FIGUEIRA DA SILVA
Download or read book Etude numérique de l'allumage et du développement de la combustion dans une couche limite supersonique written by LUIS FERNANDO.. FIGUEIRA DA SILVA and published by . This book was released on 1993 with total page 168 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: NOUS RAPPORTONS DANS CE MEMOIRE LES RESULTATS D'UNE ETUDE NUMERIQUE FONDAMENTALE DE L'ALLUMAGE ET DU DEVELOPPEMENT DE LA COMBUSTION DANS UNE COUCHE LIMITE SUPERSONIQUE. ON CONSIDERE POUR CE FAIRE L'ECOULEMENT D'UN MELANGE D'HYDROGENE ET D'AIR SUR UNE PLAQUE PLANE, DANS LES CONDITIONS DE TEMPERATURE ET DE PRESSION OU L'ECOULEMENT A L'EXTERIEUR DE LA COUCHE LIMITE EST CHIMIQUEMENT FIGE. LES CONDITIONS POUR LESQUELLES L'INFLAMMATION DU MELANGE PEUT ETRE EFFECTIVEMENT OBTENUE SONT RECHERCHEES DE MANIERE SYSTEMATIQUE, EN FONCTION DES CARACTERISTIQUES DE L'ECOULEMENT EXTERNE (NOMBRE DE MACH, TEMPERATURE, RICHESSE) ET DES CONDITIONS AUX LIMITES A LA PAROI. ON MET AINSI EN EVIDENCE LES CONDITIONS POUR LESQUELLES CET ALLUMAGE EST ENTIEREMENT CONTROLE PAR L'ECHAUFFEMENT DU AUX EFFETS DE DISSIPATION VISQUEUSE. LA STRUCTURE PRISE PAR LA COUCHE LIMITE REACTIVE EST ETUDIEE EN DETAIL. TROIS REGIONS SONT MISES EN EVIDENCE ET LES MECANISMES CONTROLANT CHACUNE D'ELLES SONT IDENTIFIES. CETTE ETUDE NUMERIQUE EST EFFECTUEE SUR LA BASE DES HYPOTHESES CLASSIQUES DE LA COUCHE LIMITE STATIONNAIRE BIDIMENSIONNELLE SANS VARIATION DE PRESSION MAIS INCLUANT UN SCHEMA CINETIQUE DETAILLE POUR LA COMBUSTION H#2-AIR. LA METHODE DE CALCUL QUE NOUS AVONS MISE AU POINT PERMET DE TRAITER AUSSI DEUX SITUATIONS OU LES REACTIFS NE SONT PAS INITIALEMENT MELANGES: LA COUCHE DE MELANGE BIDIMENSIONNELLE ET LES JETS BIDIMENSIONNELS. DES STRUCTURES DE BASE POUR L'ALLUMAGE ET LE DEVELOPPEMENT DE LA COMBUSTION DANS CES DEUX GEOMETRIES SONT PRESENTEES. POUR TERMINER, NOUS PRESENTONS UNE METHODE DE CALCUL DES EQUATIONS DE BILAN COMPLETES BIDIMENSIONNELLES INSTATIONNAIRES, DESTINEE A L'ETUDE DES CONFIGURATIONS POUR LESQUELLES LE CHAMP DE PRESSION N'EST PLUS UNIFORME ET INCLUANT EN PARTICULIER L'INTERACTION ENTRE DES ONDES DE CHOC ET DES CONFIGURATIONS PRESENTEES PRECEDEMMENT. QUELQUES RESULTATS ILLUSTRATIFS SONT PRESENTES
Book Synopsis Simulation numérique de jets liquides cisaillés par une phase rapide by : Nicolas Odier
Download or read book Simulation numérique de jets liquides cisaillés par une phase rapide written by Nicolas Odier and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'injection d'un mélange carburant/comburant dans une chambre de combustion d'un turboréacteur ou d'un moteur-fusée fait intervenir un jet liquide, cisaillé par un gaz rapide. Le jet liquide peut être sous certaines conditions sujet à un phénomène de battement à grande échelle. Ce phénomène, dont les mécanismes de base sont aujourd'hui mal connus, peut avoir des conséquences importantes sur la combustion. Nous réalisons dans ce travail une étude numérique de jets liquides cisaillés par une phase rapide, en portant une attention particulière à l'étude de l'interaction entre les structures tourbillonnaires de la phase rapide et le jet liquide. Une nappe liquide plane cisaillée de part et d'autre par une phase rapide est analysée dans un premier temps . Les mécanismes de déstabilisation de cette nappe liquide sont étudiés, ainsi que le contrôle passif du phénomène de battement. Des jets liquides coaxiaux, cisaillés par une couronne de phase rapide, sont ensuite analysés. Les mécanismes de déstabilisation à grande échelle sont étudiés, ainsi que le contrôle passif et actif de cette déstabilisation. La simulation d'une configuration d'écoulement réaliste eau/air est enfin réalisée, en interaction avec les expérimentateurs du LEGI. Une attention particulière est portée à l'écoulement se produisant au sein de la buse d'injection.
Book Synopsis Etude numérique des conditions d'allumage d'un mélange d'hydrocarbure et d'air sur la base d'une réaction chimique globale by : Antoni Zunino
Download or read book Etude numérique des conditions d'allumage d'un mélange d'hydrocarbure et d'air sur la base d'une réaction chimique globale written by Antoni Zunino and published by . This book was released on 1996 with total page 202 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'ETUDE QUE NOUS PRESENTONS DANS CE MEMOIRE EST DESTINEE A PRECISER LES CONDITIONS D'UNE MODELISATION NUMERIQUE DE L'ALLUMAGE D'UN MELANGE CONSTITUE D'HYDROCARBURE ET D'AIR. NOUS RECHERCHONS ET PROPOSONS UN MODELE NUMERIQUE MINIMUM PERMETTANT DE DETERMINER LES CONDITIONS CRITIQUES DE L'ALLUMAGE ET DE DECRIRE CORRECTEMENT LA DYNAMIQUE DU FRONT DE FLAMME DANS SA PROPAGATION INITIALE AUTOUR DU DEPOT D'ENERGIE. LE PREMIER CHAPITRE DE CE MEMOIRE PRESENTE UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE DU PROBLEME DE L'ALLUMAGE. LA FORMULATION MATHEMATIQUE DE CE PROBLEME EST PRESENTEE DANS LE CHAPITRE II. LE TROISIEME CHAPITRE MONTRE QUE DANS CERTAINES CONDITIONS L'ALLUMAGE D'UN MELANGE REACTIF EST CONTROLE PAR L'EXISTENCE D'UN RAYON MINIMUM QU'IL EST NECESSAIRE DE FAIRE FRANCHIR A LA FLAMME POUR QU'UNE PROPAGATION AUTONOME SOIT OBTENUE. LES CONSEQUENCES DE CE MECANISME SUR LES CONDITIONS CRITIQUES D'ALLUMAGE SONT PRECISEES. LA PERTINENCE DE CE CONCEPT POUR UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE EST DISCUTEE. LE QUATRIEME CHAPITRE DONNE LA METHODE NUMERIQUE UTILISEE POUR NOTRE ETUDE DE L'ALLUMAGE D'UN MELANGE REACTIF EN GEOMETRIE SPHERIQUE. LE CHAPITRE V PRESENTE UNE ETUDE NUMERIQUE DESTINEE A VALIDER LA CONJECTURE FAITE SUR LE ROLE DU RAYON CRITIQUE, INTRODUIT AU CHAPITRE III, DANS LE PROCESSUS D'ALLUMAGE. DANS LE CHAPITRE VI NOUS PRESENTONS CETTE FOIS LES RESULTATS OBTENUS POUR LES MELANGES PROPANE - AIR ET OCTANE - AIR, SUR LA BASE D'UNE REACTION GLOBALE PRENANT EN COMPTE CINQ ESPECES. POUR CES DEUX MELANGES NOUS CALCULONS EN FONCTION DE LA RICHESSE LES CONDITIONS CRITIQUES D'ALLUMAGE ET MONTRONS QU'ELLES SONT BIEN CONTROLEES PAR LE CONCEPT DU RAYON CRITIQUE INTRODUIT PRECEDEMMENT. CES CONDITIONS CRITIQUES SONT COMPAREES A CELLES OBTENUES EXPERIMENTALEMENT DANS LE CAS DES MELANGES PROPANE - AIR
Book Synopsis ETUDE DE L'INFLUENCE D'UNE PHASE DISPERSEE SUR LA STRUCTURE TURBULENTE DES ECOULEMENTS CISAILLES by : EMMANUEL.. ORY
Download or read book ETUDE DE L'INFLUENCE D'UNE PHASE DISPERSEE SUR LA STRUCTURE TURBULENTE DES ECOULEMENTS CISAILLES written by EMMANUEL.. ORY and published by . This book was released on 1998 with total page 142 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DE NOMBREUX PROCESSUS INDUSTRIELS OU LIES A L'ENVIRONNEMENT IMPLIQUENT LE TRANSPORT ET LA DISPERSION DE BULLES, DE PARTICULES OU DE GOUTTELETTES, DANS UN ECOULEMENT TURBULENT. LA DIFFICULTE MAJEURE DE L'ETUDE DE CES ECOULEMENTS RESIDE DANS LA COMPLEXITE DES INTERACTIONS ENTRE LA PHASE DISPERSEE ET LA PHASE CONTINUE. LE PRINCIPAL OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST L'ETUDE DES ECHANGES DE QUANTITE DE MOUVEMENT ENTRE UNE PHASE DISPERSEE ET LA STRUCTURE TURBULENTE INSTATIONNAIRE D'UN ECOULEMENT CISAILLE COMME LA STRUCTURE SPATIALE D'UNE COUCHE DE MELANGE. AFIN DE GENERER UN CHAMP DE VITESSE APPROPRIE QUI REPRODUIT LES INTERACTIONS DYNAMIQUES ENTRE LES STRUCTURES DE GRANDE ECHELLE, NOUS UTILISONS UN OUTIL NUMERIQUE BASE SUR LES METHODES DE VORTEX POUR LA SIMULATION DES ECOULEMENTS CISAILLES PLANS. LA PHASE DISPERSEE EST, QUANT A ELLE, TRAITEE EN INTEGRANT L'EQUATION DU MOUVEMENT DE CHAQUE PARTICULE. NOUS MONTRONS AINSI, PAR COMPARAISON AVEC DES ETUDES RECENTES, QUE L'EXISTENCE DES STRUCTURES COHERENTES PROPRE A CES ECOULEMENTS (ET EN PARTICULIER A LA COUCHE DE MELANGE PLANE), INFLUENCE FORTEMENT LE MOUVEMENT D'UNE PHASE DISPERSEE. EN EFFET, SOUS CERTAINES CONDITIONS, LES PARTICULES SOLIDES S'AGGLOMERENT AUTOUR DE CES STRUCTURES TANDIS QUE LES BULLES SONT ATTIREES VERS UN POINT D'EQUILIBRE STABLE ASSOCIE A CHACUNE DE CES STRUCTURES COHERENTES. NOUS CHERCHONS ENSUITE A DECRIRE L'ACTION DE LA PHASE DISPERSEE SUR LA PHASE CONTINUE EN INCORPORANT UN TERME SOURCE DANS L'EQUATION DE TRANSPORT ET DE DIFFUSION DE LA VORTICITE. LE TERME DE COUPLAGE INTRODUIT REPRESENTE LES ECHANGES DE QUANTITE DE MOUVEMENT PROVOQUES PAR LE PHENOMENE D'ACTION-REACTION ENTRE LES DEUX PHASES. DANS NOS SIMULATIONS, CELA SE TRADUIT PAR LA CREATION, OU LA DESTRUCTION, DE VORTICITE DANS L'ECOULEMENT. L'ANALYSE DES RESULTATS DE SIMULATIONS D'ECOULEMENTS SIMPLIFIES PUIS PLUS COMPLEXES, APPORTE QUELQUES ELEMENTS DE REPONSE CONCERNANT LES MODIFICATIONS GLOBALES DES CARACTERISTIQUES DE LA COUCHE DE MELANGE ET DE LA DISPERSION DE BULLES ET DES PARTICULES SOLIDES. ENFIN, NOUS PRESENTONS UNE ETUDE DE FAISABILITE DE LA SIMULATION D'UN JET PLAN PAR UNE METHODE DE VORTEX. CE TRAVAIL NOUS CONDUIT A L'ETUDE THEORIQUE DU PROCESSUS D'ENTRAINEMENT DANS CET ECOULEMENT. LA MODELISATION NUMERIQUE DE CE PHENOMENE EST DIRECTEMENT RELIE A LA CONSTRUCTION DES CONDITIONS AUX LIMITES.
Book Synopsis Application de la simulation numérique des grandes échelles à la formation des traînées de condensation dans le sillage d'un avion by : Ephi Maglaras
Download or read book Application de la simulation numérique des grandes échelles à la formation des traînées de condensation dans le sillage d'un avion written by Ephi Maglaras and published by . This book was released on 2007 with total page 207 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les traînées de condensation, ces panaches blancs souvent observés dans le sillage des avions, contribuent à la perturbation du bilan radiatif terrestre. Composées de cristaux de glace, elles peuvent en effet persister et entraîner une augmentation de la nébulosité. Le but de cette thèse est de mieux comprendre et décrire le processus de formation des cristaux de glace dans le champ proche d’un avion. L’écoulement de sillage est constitué d’une phase gazeuse (air et vapeur) et d’une phase solide (particules) en interaction. La simulation numérique de cet écoulement repose sur une méthode mixte eulérienne (gaz) et lagrangienne (particules). La simulation des grandes échelles est utilisée pour résoudre les équations de Navier-Stokes relatives au fluide turbulent, instationnaire et compressible. La croissance de chaque particule par condensation de la vapeur d’eau est calculée grâce au modèle microphysique de Fukuta-Walter. Deux régimes sont considérés : le régime jet et le régime d’interaction entre le jet et le tourbillon de sillage. Dans une première partie sont présentées la modélisation et les méthodes numériques employées. La deuxième partie consiste à relater les résultats obtenus lors des simulations. Le régime jet est d’abord traité afin d’étudier le rôle des paramètres caractérisant l’écoulement sur la taille et la densité numérique des cristaux de glace. Un champ tourbillonnaire est ensuite superposé à l’écoulement de jet pour examiner l’influence du tourbillon de sillage sur les processus microphysiques. Les simulations ont démontré l’importance du choix des paramètres décrivant l’écoulement pour caractériser avec précision les traînées de condensation.
Book Synopsis TRANSPORT DE PARTICULES SOLIDES PAR UN ECOULEMENT ATMOSPHERIQUE by : SEBASTIEN.. LASLANDES
Download or read book TRANSPORT DE PARTICULES SOLIDES PAR UN ECOULEMENT ATMOSPHERIQUE written by SEBASTIEN.. LASLANDES and published by . This book was released on 1998 with total page 206 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CE TRAVAIL EST AXE SUR LA SIMULATION NUMERIQUE DU TRANSPORT DE PARTICULES SOLIDES DANS UN ECOULEMENT TURBULENT D'AIR, AUTOUR D'UN OBSTACLE. LES SIMULATIONS SONT MENEES SUR LE LOGICIEL DE CALCUL PHOENICS (CODE VOLUMES FINIS). LA MODELISATION PHYSIQUE DES DIFFERENTS ECOULEMENTS DIPHASIQUES DILUES ETUDIES EST INSCRITE DANS L'APPROCHE MODELE A DEUX FLUIDES. LA TURBULENCE DE LA PHASE DISPERSEE EST SOIT DEFINIE PAR UN MODELE ALGEBRIQUE ISSU DE LA THEORIE DE TCHEN (NOTE P1), SOIT PRISE EN COMPTE PAR UN MODELE BASE SUR LA RESOLUTION DE L'EQUATION DE L'ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE DES PARTICULES (NOTE P2). POUR L'AIR, LA TURBULENCE EST EVALUEE PAR LE MODELE DE CHEN ET KIM (NOTE A1), OU PAR LE MODELE DE SHIH ET A1. (NOTE A2). LES MODELES (A1 + P1), (A1 + P2), (A2 + P1), (A2 + P2) SONT TESTES SUR UN ECOULEMENT BIDIMENSIONNEL. L'EXPERIENCE DE REFERENCE EST CELLE DE FESSLER ET EATON, RELATIVE A UN ECOULEMENT DIPHASIQUE DILUE LE LONG D'UNE MARCHE DESCENDANTE VERTICALE (PARTICULES DE CUIVRE ET PARTICULES DE VERRE). POUR L'AIR, LES COMPARAISONS EXPERIENCE/CALCUL PORTENT SUR LE CHAMP DES VITESSES LONGITUDINALES ET TRANSVERSALES, ET SUR LA TURBULENCE (CONTRAINTES NORMALES LONGITUDINALES ET TRANSVERSALES). POUR LES PARTICULES EN CUIVRE, L'ETUDE PORTE SUR LES VITESSES TRANSVERSALES ET LA CONCENTRATION. ENFIN, DANS LE CAS DES PARTICULES DE VERRE, LES VITESSES LONGITUDINALES ET LES CONTRAINTES NORMALES LONGITUDINALES (TURBULENCE DES PARTICULES) SONT INTRODUITES. A L'ISSUE DES RESULTATS RELATIFS A LA PHASE DISPERSEE, L'EMPLOI D'UN MODELE DE TURBULENCE PLUS ADAPTE EST SOUHAITABLE (MODELE A CONTRAINTES DE REYNOLDS PARTICULAIRES). UNE VALIDATION TRIDIMENSIONNELLE EST ENSUITE ABORDEE. L'EXPERIENCE DE REFERENCE A ETE EFFECTUEE DANS LA VEINE ENVIRONNEMENT DU CSTB : UN NUAGE DE FINES PARTICULES DE SABLE EST CREE, ET VIENT FRAPPER UN CUBE DE HAUTEUR 1M. DURANT LA CAMPAGNE D'ESSAIS, DEUX TYPES DE MESURES ONT ETE EFFECTUEES : DETERMINATION DE LA MASSE DEPOSEE AUTOUR DE L'OBSTACLE, ET EVALUATION DE LA CONCENTRATION AERIENNE. L'ETUDE DES MODELES (A1 + P1), ET UNE APPROCHE SIMPLIFIEE DE LA DEPOSITION, MONTRENT QUE DES MODELES DE TURBULENCE PLUS ADAPTES SONT NECESSAIRES POUR L'AIR, AINSI QUE L'INTRODUCTION D'UNE MODELISATION PLUS POUSSEE DU PHENOMENE DE DEPOSITION.
Book Synopsis Modélisation et simulation numérique des phénomènes de combustion en régime supercritique by : Lionel Matuszewski
Download or read book Modélisation et simulation numérique des phénomènes de combustion en régime supercritique written by Lionel Matuszewski and published by . This book was released on 2011 with total page 398 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La thèse consiste en une présentation de modélisations adaptées aux états supercritiques. La représentation thermodynamique d'un mélange de fluides réels est construite sur une équation d'état de type cubique. Cette représentation permet d'apprécier les effets d'attraction et de répulsion entre les molécules et conduit à la détermination des domaines de stabilités des fluides monophasiques. Les propriétés de transports des mélanges sont évaluées dans un formalisme général mêlant les effets stériques modifiant les coefficients de transport des fluides aux fortes densités à des effets liées à la thermodynamique et traduisant des diffusions préférentielles des espèces. Un cadre général pour les phénomènes chimiques est également présenté et l'influence des non-idéalités sur la cinétique des réactions est étudiée. La conjonction des modèles de transport moléculaire et chimique généraux permet de mettre en évidence les bonnes propriétés des équations aux dérivées partielles régissant l'évolution d'un mélange de fluides réels. Les modélisations présentées sont utilisées dans le cadre de simulations de complexité croissante représentant des phénomènes de combustion caractéristiques du fonctionnement d'un moteur-fusée cryogénique. On s'intéresse notamment aux flammes laminaires planes et étirées transcritiques. La modélisation thermodynamique des mélanges de fluides réels est ensuite adaptée à un code de calcul d'écoulement afin de procéder à la simulation numérique d'une chambre de combustion fonctionnant en régime supercritique dans son ensemble.
Book Synopsis ETUDE D'UNE TURBULENCE COMPRESSEE ET/OU CISAILLEE ENTRE DEUX PLANS PARALLELES PAR SIMULATION DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES INSTANTANEES (DNS, LES) by : HENRI.. PASCAL
Download or read book ETUDE D'UNE TURBULENCE COMPRESSEE ET/OU CISAILLEE ENTRE DEUX PLANS PARALLELES PAR SIMULATION DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES INSTANTANEES (DNS, LES) written by HENRI.. PASCAL and published by . This book was released on 1996 with total page 205 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE THESE TRAITE DE SIMULATIONS NUMERIQUES D'UN ECOULEMENT REPRESENTATIF DE CEUX PRESENTS DANS LES CHAMBRES A COMBUSTION DES MOTEURS A PISTON. L'OBJECTIF EST DE MIEUX CONNAITRE L'AERODYNAMIQUE INTERNE EN VUE D'AMELIORER LES PERFORMANCES DE CES MOTEURS. L'EFFICACITE DE LA COMBUSTION ETANT FORTEMENT DEPENDANTE DE L'AERODYNAMIQUE DANS LES ZONES DE PROCHE PAROI, CETTE ETUDE EST FOCALISEE SUR LES ASPECTS TRES MARQUES DU CONFINEMENT. JUSQU'A CE JOUR, A CAUSE DE LIMITATIONS D'ORDRE MATERIEL, UN TEL OBJECTIF A ETE ESSENTIELLEMENT POURSUIVI EN UTILISANT DES MODELES STATISTIQUES DE TURBULENCE DONT ON NE CONNAIT PAS FORCEMENT LA VALIDITE. GRACE AUX PROGRES DES TECHNIQUES DE SIMULATION, IL EST AUJOURD'HUI POSSIBLE DE RESOUDRE LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES INSTANTANEES SANS MODELES STATISTIQUES, FOURNISSANT AINSI DES SOLUTIONS DE REFERENCE POUR EVALUER LE COMPORTEMENT DE CES MODELES DE TURBULENCE. DEUX CODES DE SIMULATION, BASES SUR DES METHODES SPECTRALES D'INTERPOLATION SPATIALE DU CHAMP DE VITESSE, ONT ETE DEVELOPPES ET UTILISES. CES METHODES SONT PERFORMANTES POUR CALCULER AVEC PRECISION L'ECOULEMENT DANS LES ZONES DE PROCHE PAROI. LES PREDICTIONS FOURNIES PAR L'APPROCHE STATISTIQUE DE LA TURBULENCE ET LA RESOLUTION DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES INSTANTANEES SONT COMPAREES. ELLES MONTRENT ESSENTIELLEMENT QU'IL SEMBLE PREFERABLE D'UTILISER DES MODELES DU 2ND ORDRE U#IU#J PLUTOT QUE DES MODELES DU 1ER ORDRE . EN EFFET, LES MAXIMA DE TURBULENCE NE SONT PAS CORRECTEMENT SIMULES AVEC CES DERNIERS MODELES, CE QUI N'EST PAS SANS INFLUENCE SUR LA COMBUSTION. ALORS QUE DES TESTS, CERTES TRES LIMITES, DE MODELES DU 2ND ORDRE ONT DONNE DES RESULTATS ENCOURAGEANTS. ENFIN, L'UTILISATION CLASSIQUE DES LOIS DE PAROI PEUT ETRE REMISE EN CAUSE POUR DES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES TELS QUE CEUX RELATIFS A L'AERODYNAMIQUE INTERNE DES MOTEURS A PISTON. PAR AILLEURS, ON A PU MESURER TOUT L'INTERET QUE RECELENT LES NOUVELLES TECHNIQUES DE SIMULATION NUMERIQUE, NOTAMMENT L'APPLICATION DU PARALLELISME POUR EFFECTUER L'ENORME QUANTITE DE CALCULS
Book Synopsis Analyse et simulation numerique de phenomenes lies a la combustion supersonique by : Yves d' Angelo (chercheur en énergétique).)
Download or read book Analyse et simulation numerique de phenomenes lies a la combustion supersonique written by Yves d' Angelo (chercheur en énergétique).) and published by . This book was released on 1994 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Etude expérimentale et numérique du brouillard en combustion issu d'un injecteur coaxial liquide-gaz by : Bernard Zamuner
Download or read book Etude expérimentale et numérique du brouillard en combustion issu d'un injecteur coaxial liquide-gaz written by Bernard Zamuner and published by . This book was released on 1995 with total page 352 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail s'inscrit dans le cadre de recherches sur la combustion diphasique dans les chambres propulsives des moteurs aéronautiques et spaciaux. Tout d'abord, une description des techniques d'investigation existantes pour caractériser la phase liquide dispersée dans un environnement réactif et une revue des différentes approches utilisées pour la modélisation des écoulements polyphasiques sont effectuées. Le montage expérimental est ensuite présenté dans la deuxième partie. Inspire par les systèmes a ergols liquides stockables, il s'agit d'un injecteur coaxial avec, au centre, un jet liquide de monométhylhydrazine entouré par un jet annulaire d'air enrichi en oxygène. Une étude détaillée des caractéristiques du brouillard est réalisée en fonctionnement isotherme grâce à un analyseur de particules phase-Doppler. La troisième partie est consacrée au développement et à la validation d'un code de calcul pour la simulation de l'écoulement diphasique turbulent isotherme. Une formulation Eulérienne est utilisée pour les deux phases. La dernière partie décrit l'étude du brouillard en combustion. Tout d'abord des visualisations de la flamme diphasique par tomographie laser révèlent l'existence de deux modes de flamme en fonction du rapport des vitesses de sortie. Une méthode de granulométrie par numérisation et traitement d'images de films est proposée. Un modèle de combustion de brouillard est ensuite utilise pour prédire l'écoulement réactif. La comparaison des diamètres et des concentrations calculées avec les données disponibles s'avère encourageante. La simulation numérique permet enfin de proposer une explication à l'existence de régimes de combustion différents.
Book Synopsis Étude expérimentale et numérique de l'allumage des turboréacteurs en conditions de haute altitude by : Guillaume Linassier
Download or read book Étude expérimentale et numérique de l'allumage des turboréacteurs en conditions de haute altitude written by Guillaume Linassier and published by . This book was released on 2012 with total page 276 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le développement et la certification de systèmes propulsifs aéronautiques nécessitent une phase d'essais sur banc moteur. Ces essais permettent entre autres de caractériser les limites d'allumage des foyers de combustion de turbomachines, mais sont extrêmement coûteux et générateurs de délais pour l'industriel. Afin de limiter leur recours, il est nécessaire de développer des méthodes permettant de prévoir de la façon la plus fiable possible les performances d'allumage d'un prototype de chambre de combustion, et ce aussi bien pour des conditions de décollage au niveau de la mer que pour le cas critique de la haute altitude.L'objectif de cette thèse est de contribuer au développement et à la validation d’outils numériques pour la prévision de l'allumage des foyers de combustion à partir de données expérimentales obtenues sur le banc MERCATO de l’ONERA. Ces travaux ont été conduits en étroite coopération avec TURBOMECA. Des améliorations ont été apportées à un modèle permettant de simuler l'allumage d'un brouillard de carburant suite à un dépôt d'énergie par bougie à arc électrique. Ce modèle a été couplé à un code de calcul multiphysique (code CEDRE) afin d'établir des cartographies d'allumage à partir d'un champ aérodiphasique moyenné, mais également de simuler la phase de propagation de la flamme à l’ensemble du foyer par approche RANS pseudo-stationnaire. Afin de valider ces deux approches, une caractérisation expérimentale d'une maquette de chambre mono-secteur a été réalisée sur le banc d'essai MERCATO. Ces essais ont permis de constituer une banque de données très fournie pour différents cas tests. La comparaison de la cartographie d’allumage expérimentale à celle fournie par la simulation numérique donne des résultats très satisfaisants et encourageants en vue d’une application à un foyer réel de turbomachine. En parallèle, des résultats très prometteurs ont été obtenus sur une nouvelle maquette de chambre de combustion trisecteur,dérivée d'un foyer industriel, permettant de comparer ses limites d’allumage à celles obtenues sur la chambre réelle. Cette configuration fera l’objet par la suite d’une étude détaillée de la propagation de la flamme intersecteurs, impossible à réaliser sur la géométrie d'un foyer annulaire complet.
Book Synopsis Étude numérique des transferts dynamiques et thermiques au sein d'un mélange turbulent gaz-goutte-particule by : Antoine Albrecht
Download or read book Étude numérique des transferts dynamiques et thermiques au sein d'un mélange turbulent gaz-goutte-particule written by Antoine Albrecht and published by . This book was released on 2001 with total page 291 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de ce travail est d'améliorer la compréhension et la modélisation Eulerienne de l'écoulement turbulent triphasique gaz-goutte-particule qui siège dans la zone d'injection de charge d'un réacteur à lit fluidisé de FCC. Deux types de calcul numérique sont réalisés : une méthode Euler-Euler moyennées (résolution des équations Euleriennes moyennées) et une méthode Euler-Lagrange directe (suivi Lagrangien des inclusions et résolution directe de la phase porteuse). L'approche Euler-Euler retenue met en œuvre une adaptation à l'écoulement triphasique considéré des équations moyennées du modèle à deux fluides avec transfert de masse et de chaleur. Appliquée à la simulation [], elle a permis une étude qualitative de l'écoulement dans le riser et une caractérisation plus fine des mécanismes de transfert gaz-goutte-particule []Une étude des couplages dans cette zone et une validation de l'adaptation du modèle à deux fluides utilisée ont ensuite été entreprises par expérimentation numérique. Ce type de simulation utilise une approche Euler-Lagrange [] et effectue un suivi [] avec une approximation du type "point-force" pour les transferts gaz-inclusions. Basée sur une série de simulations diphasiques gaz-goutte, une étude de sensibilité à différents facteurs tels que le couplage inverse dynamique, le glissement moyen ou la variance initiale de température du gaz, a préalablement été menée afin d'en permettre une meilleure compréhension. Des calculs d'une configuration locale gaz-goutte-particule définie à partir de la simulation moyenne ont ensuite été réalisés. Ils ont permis une caractérisation plus précise de l'écoulement local et la validation a priori d'hypothèses adoptées pour la simulation moyennée telles que l'équilibre dynamique local gaz-goutte ou le caractère négligeable des tranferts thermiques par collision particule-goutte. [] Une analyse plus poussée a été entreprise pour l'équation de variance de température des inclusions dont le modèle de fermeture standard devient inefficace en présence d'un glissement moyen inter-phase important ou d'une variance de température du gaz insuffisante. Une première correction de ce modèle a été proposée et testée a priori et a posteriori.
Book Synopsis Modélisation de la combustion diphasique de l'aluminium et application sur la post-combustion d'une charge explosive condensée dans l'air by : Jimmy Suarez (docteur en physique).)
Download or read book Modélisation de la combustion diphasique de l'aluminium et application sur la post-combustion d'une charge explosive condensée dans l'air written by Jimmy Suarez (docteur en physique).) and published by . This book was released on 2020 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La combustion de l'aluminium est un phénomène présent dans de nombreux domaines, tels que le domaine du spatial, de la défense et de l'automobile. Une fois allumée, une particule d'aluminium représente un excellent vecteur d'énergie pour l'écoulement environnant grâce à sa grande densité énergétique. Sa combustion avec l'air, ou avec d'autres oxydants, a fait l'objet de quelques études expérimentale et numérique, ce qui a mis en avant l'une des particularités de cette combustion diphasique. Lors de la combustion de l'aluminium, elle produit une espèce appelée alumine qui existe uniquement en phase liquide dans ses gaz brûlés. Cette particularité rend la modélisation de la combustion diphasique de l'aluminium complexe à modéliser. L'objectif de cette thèse est divisé en deux parties. La première partie est de développer un modèle de combustion diphasique de l'aluminium avec l'air. Cette modélisation est une simulation Euler- Lagrange réalisée avec AVBP, qui est un code de simulation mis en place par le CERFACS. Elle prend en compte la combustion rapide de l'aluminium en phase gazeuse et les changements de phase qui interviennent comme la fusion et l'évaporation de l'aluminium, mais aussi la condensation et la solidification de l'alumine. Une méthode de germination est développée pour permettre la condensation de l'alumine dans les gaz brûlés et suivre de façon lagrangienne sa croissance derrière la flamme aluminium-air. Cette modélisation nous a permis de simuler des flammes aluminium-air 1D et 2D pour les comparer aux données expérimentales trouvées dans la littérature. La seconde partie de cette thèse est l'analyse de la dispersion et de la participation énergétique de l'aluminium dans la post-combustion d'une charge explosive. Le phénomène de post-combustion est très lumineux et rapide, ce qui empêche expérimentalement de connaître l'évolution de l'état des particules d'aluminium contenues initialement dans la charge explosive. Ces simulations permettent de suivre la dispersion des particules et leurs interactions avec les différentes phases qui composent la post-combustion. Un modèle de combustion de particule isolée est repris de la littérature et adapté à notre cas d'étude. Ainsi l'influence de la présence physique des particules et de la chaleur dégagée par leur combustion a pu être évaluée sur l'évolution de la boule de feu et la propagation du choc secondaire. L'ensemble de ces travaux de thèse, que ce soit pour la modélisation de la flamme aluminium-air et l'analyse de l'impact de l'aluminium sur la post-combustion, a montré des résultats convaincants par rapport aux données de la littérature. Les modèles numériques utilisés et développés sont prometteurs pour des futures études sur la combustion de l'aluminium.
Book Synopsis Vers une approche unifiée pour la simulation aux grandes échelles d'écoulements réactifs, diphasiques et turbulents by : Stefano Puggelli
Download or read book Vers une approche unifiée pour la simulation aux grandes échelles d'écoulements réactifs, diphasiques et turbulents written by Stefano Puggelli and published by . This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les limitations récentes imposées par ICAO-CAEP, qui règlent les émissions de NOx, mènent à l'implémentation du concept de combustion lean dans les moteurs aéronautiques. Du point de vue du design, il faudrait étudier de façon plus approfondie la combustion lean et donc la Computational Fluid Dynamics(CFD) peut être un outil essentiel à ce but. Plusieurs phénomènes sont impliqués et différentes stratégies de modélisation, avec des différences en termes de coûts de calcul, sont disponibles. Néanmoins, jusqu'à présent, peu d'outils numériques peuvent prendre en compte les effets de la préparation du combustible liquide dans les calculs réactifs. Les conditions limites d'atomisation sont normalement déterminées par des approches corrélatives qui ne couvrent pas toutes les conditions de fonctionnement et les caractéristiques géométriques des brûleurs aéronautiques. Cependant, comme on peut lire dans la première partie de ma thèse, où plusieurs études de cas de littérature sont analysées, l'impact de la préparation du combustible liquide peut être extrêmement important. Les considérations basées sur des approches corrélatives ne sont pas fiables. Des méthodes prédictives focalisées sur l'atomisation du combustible sont nécessaires. Cette activité de recherche vise donc à développer un outil numérique général, utilisable dans le domaine industriel et capable de modéliser la phase liquide de son injection jusqu'à la génération d'un spray dispersé. Le modèle ELSA (Eulerian Lagrangian Spray Atomization), basé sur une approche eulérienne dans la région dense et une lagrangienne dans la zone diluée, a été choisi à ce but. Le solveur traite le combustible liquide jusqu'à la génération d'une phase dispersée et prend en compte le processus d'atomisation par l'introduction de la densité d'interface liquide-gaz. Néanmoins, si on applique cette méthode dans un environnement réactif fortement turbulent comme un brûleur aéronautique on peut rencontrer plusieurs limites. Par conséquent, on a dédié une attention particulière tout d'abord à l'étude du terme de flux turbulent à l'intérieur de l'équation de la fraction volumique liquide. Cette quantité est d'une importance primaire pour un écoulement turbulent, avec des vitesses de glissement élevées entre ses phases. Une nouvelle fermeture de second ordre pour cette variable est proposée et validée sur un cas de jet en crossflow. Ensuite, pour gérer un environnement réactif, un nouveau modèle d'évaporation est intégré dans le code et évalué par rapport aux résultats expérimentaux. Enfin, une autre méthode de dériver la distribution de la taille des gouttes dans le contexte ELSA pour l'injection lagrangienne est présentée et validée avec des simulations DNS. Pour conclure, ce travail introduit une nouvelle méthode pour une description unifiée de la combustion et de l'atomisation dans les calculs CFD. L'approche proposée devrait conduire à une description complète de l'évolution du combustible et à une caractérisation plus pertinente de l'écoulement réactif. Plusieurs aspects qui sont également mis en évidence sont améliorables et peuvent offrir des suggestions pour d'ultérieurs travaux.
Book Synopsis CONDITIONS DE MELANGE TURBULENT PAR INJECTION NORMALE DANS UN ECOULEMENT TRANSVERSE. APPLICATION A L'OPTIMISATION DU PROCEDE NATURAL GAS REBURNING by : MANUEL.. AMARAL
Download or read book CONDITIONS DE MELANGE TURBULENT PAR INJECTION NORMALE DANS UN ECOULEMENT TRANSVERSE. APPLICATION A L'OPTIMISATION DU PROCEDE NATURAL GAS REBURNING written by MANUEL.. AMARAL and published by . This book was released on 1998 with total page 238 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DANS LE CADRE GENERAL D'UNE ETUDE DES PHENOMENES DE TURBULENCE IMPLIQUES DANS LE PROCEDE NATURAL GAS REBURNING FAISANT INTERVENIR DES INJECTIONS DE GAZ NATUREL DANS LES ECOULEMENTS DE FUMEES DE COMBUSTION, LA RECHERCHE A ETE DEVELOPPEE SUIVANT DEUX AXES COMPLEMENTAIRES. LE PREMIER AXE PLUS FONDAMENTAL CONCERNE LA SIMULATION DES CONDITIONS DE MELANGE TURBULENT AU COURS D'UNE INJECTION NORMALE DANS UN ECOULEMENT TRANSVERSE. LE SECOND AXE PLUS APPLIQUE CONCERNE L'EXPERIMENTATION DU PROCEDE NGR DANS UNE INSTALLATION THERMIQUE SEMI-INDUSTRIELLE CONSTITUEE PAR UNE CELLULE D'ESSAIS EQUIPEE PAR UN BRULEUR A FLAMME PLATE. LE BUT DE LA RECHERCHE A CONSISTE ESSENTIELLEMENT A METTRE EN EVIDENCE L'INFLUENCE DU VRILLAGE DE L'INJECTION OU DE L'ECOULEMENT SUR LES CONDITIONS DE MELANGE TURBULENT ET DONC SUR LES CONDITIONS D'EFFICACITE DU PROCEDE NGR. LE PREMIER AXE DE RECHERCHE A PERMIS D'ETUDIER L'INFLUENCE DU VRILLAGE DANS DEUX CAS LIMITES : LE CAS DU VRILLAGE DE L'INJECTION NORMALE DANS UN ECOULEMENT TRANSVERSE SIMPLE ET LE CAS D'UNE INJECTION NORMALE SIMPLE AU COURS DU VRILLAGE D'UN ECOULEMENT TRANSVERSE. L'ANALYSE A ETE ESSENTIELLEMENT REALISEE D'APRES LES ISOCONTOURS DU TAUX DE SEGREGATION ET LES ISOSURFACES DE FLUX THERMIQUE MOYEN. LES RESULTATS NUMERIQUES ONT MIS EN EVIDENCE L'INTERET LIMITE DU CAS DE VRILLAGE DE L'INJECTION NORMALE (DANS UN ECOULEMENT TRANSVERSE SIMPLE), ET L'INTERET TOUT PARTICULIER D'UNE INJECTION AU VOISINAGE D'UNE ZONE DE RECIRCULATION (PAR LE VRILLAGE D'UN ECOULEMENT TRANSVERSE) DANS L'AMELIORATION DES CONDITIONS DE MELANGE TURBULENT. LE SECOND AXE DE RECHERCHE A PERMIS DE DETERMINER LES PARAMETRES D'EFFICACITE DU PROCEDE NGR EN FAISANT INTERVENIR DES INJECTIONS MULTIPLES DE GAZ NATUREL ET D'AIR SECONDAIRE DANS LES ECOULEMENTS DES FUMEES DE COMBUSTION. L'EFFICACITE MAXIMALE DU PROCEDE DE REDUCTION DES OXYDES D'AZOTE A ETE OBTENUE DANS LE CAS DU VRILLAGE DES FUMEES DE COMBUSTION DANS LA CELLULE D'ESSAIS EQUIPEE D'UN BRULEUR A FLAMME PLATE. LA SIMULATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS (ZONES DE RECIRCULATION) ET DES TRANSFERTS (ISOCONTOURS DE CONCENTRATION), D'APRES LA CONFIGURATION GENERALE DE CETTE INSTALLATION THERMIQUE SEMI-INDUSTRIELLE, A PERMIS DE PRECISER LES CONDITIONS D'AMELIORATION DE L'EFFICACITE DU PROCEDE NGR.
Book Synopsis Phénomènes d'allumage d'un foyer de turbomachine en conditions de haute altitude by : Nicolás García Rosa
Download or read book Phénomènes d'allumage d'un foyer de turbomachine en conditions de haute altitude written by Nicolás García Rosa and published by . This book was released on 2008 with total page 274 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'allumage d'un foyer aérobie en conditions de haute altitude (basse pression, basse température d'air et de kérosène) est difficile à réaliser. Le domaine de rallumage en vol est à la fois un critère dimensionnant, imposant le volume de la chambre dès le stade d'avant-projet, et une exigence de certification du moteur. Le développement du domaine de vol des turbomachines aéronautiques repose sur l'amélioration des outils numériques de prévision des plages de stabilité des chambres de combustion. Les principaux enjeux de la modélisation de l'allumage résident dans son fort caractère instationnaire, dans une dynamique d'échelle importante et dans le couplage d'un grand nombre de phénomènes physiques. L'objectif de ce travail est de contribuer à l'amélioration et la validation de la méthodologie de simulation numérique de l'allumage d'un foyer de turbomachine. Des essais sont conduits dans un foyer académique avec de grands accès optiques, alimenté par un injecteur industriel. L'écoulement gazeux, puis diphasique avant et après l'allumage est caractérisé à l'aide de diagnostics optiques et de visualisations à haute cadence, en conditions ambiantes et à basse pression. Ces résultats sont comparés à des simulations numériques RANS conduites avec le code CEDRE de l’ONERA, et aux simulations LES réalisées par le CERFACS. En parallèle, le modèle de noyau diphasique d'allumage, proposé par les travaux précédents pour décrire les premiers instants de la propagation de la flamme, a été amélioré et intégré au code CEDRE. Une étude paramétrique sur une configuration académique a été confrontée avec la littérature afin de proposer une première validation et d'améliorer la compréhension du phénomène. Son intégration dans la simulation numérique permet de sonder un écoulement à la recherche des positions optimales pour l'allumeur comme le montrent les premiers résultats obtenus par Turbomeca. Ce modèle permettra également l'introduction de points chauds réalistes pour l'étude détaillée de la propagation du noyau au reste du foyer. Ces premiers résultats constituent le début d'une base de données de référence pour l'étude de l'allumage dans des conditions réalistes.
