Author: LUIS FERNANDO.. FIGUEIRA DA SILVA
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Languages : fr
Pages : 168
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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
Author: M. Champion
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9401154325
Category : Science
Languages : en
Pages : 413
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Proceedings of the IUTAM Symposium held in Poitiers, France, 2-6 October 1995
Author: Bernard Pons
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Languages : fr
Pages : 207
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CE MEMOIRE PRESENTE UNE ETUDE NUMERIQUE DE L'ALLUMAGE D'UN JET FROID, LAMINAIRE, DE MONERGOL PULVERISE, SE DEVELOPPANT DANS UNE AMBIANCE CHAUDE ET INERTE, EN L'ABSENCE DE CONFINEMENT. L'ECOULEMENT EST DECRIT D'UN POINT DE VUE EULERIEN PAR UN MODELE A DEUX FLUIDES, BIDIMENSIONNEL ET DANS L'HYPOTHESE PARABOLIQUE. NOS ETUDES SONT APPLIQUEES A DES MONERGOLS COMPOSES D'HYDROXYLAMONIUM NITRATE (HAN), DE TRIETHANOLAMONIUM NITRATE (TEAN) ET D'EAU. LES REGIMES DE COMBUSTION DES MONERGOLS ETANT FONDAMENTALEMENT DIFFERENTS (FLAMME DE PREMELANGE - REACTIONS HETEROGENES) DE CEUX PROPRES AUX GOUTTES D'HYDROCARBURES, NOUS AVONS TOUT D'ABORD EFFECTUE UNE ETUDE THEORIQUE DES REGIMES DE COMBUSTION D'UNE GOUTTE ISOLEE, DE MANIERE A CONSTRUIRE UN TERME DE PRODUCTION CHIMIQUE ANALYTIQUE A L'ECHELLE DU BROUILLARD. NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE, LORSQUE LA GOUTTE EST ENTOUREE D'UNE FLAMME DE PREMELANGE, L'EXISTENCE D'UN RAYON CRITIQUE D'EXTINCTION. APRES AVOIR PRESENTE LES EQUATIONS DE BILAN CARACTERISTIQUES DE L'ECOULEMENT DIPHASIQUE ETUDIE, NOUS DECRIVONS LA METHODE NUMERIQUE ET LE TRAITEMENT SPECIFIQUE DES EQUATIONS RELATIVES A LA PHASE LIQUIDE POUR LESQUELLES NOUS AVONS INTRODUIT UN TERME DE DIFFUSION ARTIFICIEL. DEUX CAS SONT EXAMINES: I) LA VAPORISATION PURE, II) LA COMBUSTION. DANS CETTE DERNIERE SITUATION LE TERME DE PRODUCTION CHIMIQUE DEDUIT LDE RESULTATS EXPERIMENTAUX DONNES DANS LA LITTERATURE ET CELUI DEDUIT DE L'ETUDE ANALYTIQUE EFFECTUEE DANS LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL SONT ETUDIES. NOUS AVONS ENTREPRIS UNE ETUDE SYSTEMATIQUE DE L'INFLUENCE DES PARAMETRES, (NOMBRE DE GOUTTES PAR UNITE DE VOLUME, TAILLE DES GOUTTES, TAILLE DE L'INJECTEUR, VITESSE D'INJECTION, TEMPERATURE DU JET ET DE L'AMBIANCE) SUR LE DEVELOPPEMENT DU JET. DANS CHAQUE CONFIGURATION, LA STRUCTURE DU JET ET LES MECANISMES MIS EN JEU SONT ANALYSES ET L'INFLUENCE DE CHAQUE PARAMETRE SUR LE DEVELOPPEMENT DU JET EST PRECISEE
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Publisher: Ed. Techniques Ingénieur
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Languages : fr
Pages : 22
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Author: Yves d' Angelo (chercheur en énergétique).)
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Languages : fr
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Author: Dmitry Davidenko
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Languages : fr
Pages : 301
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Cette thèse, composée de quatre chapitres, porte sur l'amélioration et le développement de modèles pour la simulation numérique de la combustion supersonique. Le 1er chapitre décrit les bases théoriques d'un code de calcul destiné à la simulation des écoulements compressibles réactifs turbulents. Le 2e chapitre présente les améliorations apportées au modèle de turbulence k-e, notamment l'implantation des corrections de Pope et Sarkar et la validation du modèle pour les écoulements compressibles tels que la couche de mélange plane et le jet rond. Une limitation stabilisatrice a été proposée pour la correction de Pope assurant une prédiction précise de l'épanouissement du jet rond. Un post-traitement de données d'une simulation directe d'une couche de mélange turbulente bi-espèces non isotherme a permis d'étudier le rapport des nombres de Prandtl et de Schmidt turbulents. Le 3e chapitre est consacré à des modèles cinétiques chimiques. Un outil de réduction automatique de mécanismes cinétiques chimiques a été créé puis appliqué au développement de modèles chimiques réduits pour les mélanges réactifs CH4-H2-air et H2-air vicié. Une nouvelle corrélation empirique pour le délai d'autoinflammation du mélange CH4-H2-air a été proposée. Les mécanismes réduits ont été validés dans des conditions homogènes et dans un milieu diffusif. Le 4e chapitre présente la méthodologie et les résultats d'une étude numérique sur une chambre de combustion supersonique. L'aspect méthodologique de cette étude concerne : la validation des modèles numériques, le choix des conditions aux limites, l'adaptation du maillage et la comparaison des configurations bi- et tridimensionnelles. Cette étude a révélé un bon accord entre les résultats expérimentaux et numériques.
Author: Marc Massot
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Languages : fr
Pages : 316
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LA THESE EST CONSACREE A L'ETUDE MATHEMATIQUE ET NUMERIQUE DES PROBLEMES DE COMBUSTION AVEC UNE CINETIQUE CHIMIQUE COMPLEXE. LE CHAPITRE I EST UN TRAVAIL DE SYNTHESE SUR LA DERIVATION DU SYSTEME DES EQUATIONS QUI REGIT LES MELANGES GAZEUX REACTIF A PARTIR DE LA THEORIE CINETIQUE DES MELANGES DE GAZ DILUES POLYATOMIQUES. UN ENSEMBLE DE PROPRIETES MATHEMATIQUES DU SYSTEME SONT ALORS DEDUITES DE CETTE DERIVATION. L'ENSEMBLE DE CES PROPRIETES PERMET, DANS LE CHAPITRE II, DE SYMETRISER LE SYSTEME PAR PASSAGE AUX VARIABLES ENTROPIQUES LIEES A LA DENSITE D'ENTROPIE PHYSIQUE. CETTE FORME SYMETRIQUE EST EXPLICITE ET COMPATIBLE AVEC LES RELATIONS DE RECIPROCITES DE ONSAGER. NOUS CARACTERISONS L'ENSEMBLES DES FORMES NORMALES DU SYSTEME, SYSTEMES MIXTES HYPERBOLIQUES-PARABOLIQUES ET SYMETRIQUES, OU L'ON A DECOUPLE LES VARIABLES HYPERBOLIQUES DES VARIABLES PARABOLIQUES. DEUX FORMES NORMALES PARTICULIEREMENT SIMPLES SONT EXPLICITEES. NOUS MONTRONS ALORS QUE LE SYSTEME SOUS FORME NORMALE EST BIEN POSE MATHEMATIQUEMENT, AU SENS OU NOUS DEMONTRONS L'EXISTENCE D'UNE SOLUTION UNIQUE AU PROBLEME DE CAUCHY LOCALEMENT EN TEMPS, DANS LE CHAPITRE III, PUIS GLOBALEMENT EN TEMPS AUTOUR D'UN ETAT STATIONNAIRE CONSTANT, DANS LE CHAPITRE V. CES RESULTATS MATHEMATIQUES D'ANALYSE FONCTIONNELLE REPOSENT SUR UNE CONNAISSANCE COMPLETE DES FORMES SYMETRIQUES DU SYSTEME ET SUR L'ETUDE DES ETATS D'EQUILIBRE POUR LA CHIMIE EN JEU DANS CES EQUATIONS, POUR LESQUELS UNE AXIOMATIQUE THERMOCHIMIQUE EST PROPOSEE DANS LE CHAPITRE IV. NOUS EFFECTUONS POUR TERMINER LA RESOLUTION NUMERIQUE DE CE SYSTEME D'EQUATIONS DANS LA CONFIGURATION D'UNE COUCHE DE MELANGE SUPERSONIQUE REACTIVE DANS LE CHAPITRE VII. LE CODE UTILISE EST DE TYPE VOLUMES FINIS EN DIMENSION DEUX D'ESPACE POUR LEQUEL LES FLUX CONVECTIFS SONT EVALUES PAR LA METHODE DES COURBES DE CHOC, AVEC CORRECTION D'ENTROPIE NON PARAMETREE AUX POINTS SONIQUES ET LES COEFFICIENTS DE TRANSPORT, PAR DES BIBLIOTHEQUES DE PROGRAMMES TRES PRECISES. UNE ETUDE FINE DE L'ALLUMAGE ET DU DEVELOPPEMENT DE LA FLAMME DANS UNE COUCHE DE MELANGE AIR-HYDROGENE EST PRESENTEE. NOUS CONCLUONS PAR LA PERSPECTIVE DE L'ETUDE DES PERTURBATIONS D'UNE TELLE COUCHE DE MELANGE PAR SES MODES PROPRES ISSUS DE LA THEORIE DE L'INSTABILITE LINEAIRE
Author: Antoni Zunino
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Languages : fr
Pages : 202
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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
Author: Loïc Hervo
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Languages : fr
Pages : 0
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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.
Author: Dmitry Davidenko
Publisher: Omniscriptum
ISBN: 9786131518638
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Languages : fr
Pages : 324
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Cette th se porte sur l'am lioration et le d veloppement de mod les pour la simulation num rique de la combustion supersonique. Le 1-er chapitre d crit l'outil de simulation. Le 2-e chapitre pr sente les am liorations apport es au mod le de turbulence k-epsilon, notamment l'implantation des corrections de Pope et de Sarkar et la validation du mod le pour des coulements compressibles. Une limitation stabilisatrice a t propos e pour la correction de Pope. Le 3-e chapitre est consacr aux mod les cin tiques chimiques. Une nouvelle m thode de r duction automatique de m canismes cin tiques chimiques a t labor e puis appliqu e au d veloppement de mod les chimiques r duits pour les m langes r actifs CH4-H2-air et H2- air vici . Une nouvelle corr lation empirique pour le d lai d'autoinflammation du m lange CH4-H2-air a t propos e. Le 4-e chapitre pr sente la m thodologie et les r sultats d'une tude num rique sur la combustion supersonique. Cette tude concerne la validation des mod les num riques, le choix des conditions aux limites, l'adaptation du maillage et la comparaison des configurations bi- et tridimensionnelle.
