Etude numérique d'une flamme de diffusion de gaz en microgravité sur une plaque plane soumise à un écoulement d'air parallèle à sa surface PDF Download
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Author: Sébastien Rouvreau
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 174
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Book Description
L'étude numérique d'une flamme laminaire de diffusion de gaz sur une plaque plane soumise à un écoulement d'air parallèle à sa surface est développée. La configuration choisie est celle d'un écoulement d'air à vitesse représentative des systèmes de ventilation des stations spatiales, dans un environnement en microgravité. Les écoulements sont calculés en simulation numérique directe et un modèle de fraction de mélange est utilisé pour la simulation de la réaction de combustion. Deux régimes distincts ont été identifiés en fonction de la vitesse d'injection du combustible : le régime de type couche limite et le régime de type décollé. Une étude détaillée de l'influence de l'injection seule et du dégagement de chaleur du à la flamme sur l'écoulement est présentée. Une explication sur l'origine des survitesses observées en premier lieu par Hirano est alors donnée ainsi que les limites d'utilisation du modèle d'Emmons pour ce genre de problème.
Author: Sébastien Rouvreau
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 174
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Book Description
L'étude numérique d'une flamme laminaire de diffusion de gaz sur une plaque plane soumise à un écoulement d'air parallèle à sa surface est développée. La configuration choisie est celle d'un écoulement d'air à vitesse représentative des systèmes de ventilation des stations spatiales, dans un environnement en microgravité. Les écoulements sont calculés en simulation numérique directe et un modèle de fraction de mélange est utilisé pour la simulation de la réaction de combustion. Deux régimes distincts ont été identifiés en fonction de la vitesse d'injection du combustible : le régime de type couche limite et le régime de type décollé. Une étude détaillée de l'influence de l'injection seule et du dégagement de chaleur du à la flamme sur l'écoulement est présentée. Une explication sur l'origine des survitesses observées en premier lieu par Hirano est alors donnée ainsi que les limites d'utilisation du modèle d'Emmons pour ce genre de problème.
Author: Thomas Vietoris
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 205
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Book Description
LA COMBUSTION D'UNE PLAQUE PLANE EN PMMA SOUMISE A UN ECOULEMENT FORCE, OPPOSE ET PARALLELE A SA SURFACE EST ETUDIEE. LA CONFIGURATION CHOISIE EST SIMILAIRE A CELLE ETUDIEE PAR EMMONS ET PLUS TARD PAR PAGNI ET SHIH. LA DIFFICULTE DE GENERER UN ECOULEMENT A FAIBLE VITESSE ETANT EN PARTIE DUE A LA PERTURBATION INDUITE PAR LES FORCES DE FLOTTABILITE A LE GRAVITE TERRESTRE, A CONDUIT A LA NECESSITE DE DEVELOPPER UN DISPOSITIF EXPERIMENTAL PERMETTANT D'EFFECTUER DES ESSAIS DANS UN ENVIRONNEMENT EN APESANTEUR. L'INFLUENCE DE LA VITESSE DE L'ECOULEMENT FORCE ET DE LA TENEUR EN OXYGENE DE L'OXYDANT SUR LA GEOMETRIE ET LA STABILITE DE LA FLAMME EST EXAMINEE. LES RESULTATS OBTENUS POUR LA PLUPART PENDANT DES VOLS PARABOLIQUES ET LORS DES ESSAIS EN TOUR DE CHUTE LIBRE ONT PU ETRE VERIFIES LORS DE L'EXPERIMENTATION A BORD DE LA FUSEE SONDE MINITEXUS 6, LANCEE EN DECEMBRE 1998. LA COMPARAISON DES RESULTATS EXPERIMENTAUX AVEC LES TRAVAUX THEORIQUES MET EN EVIDENCE LE ROLE CENTRAL JOUE PAR LE NOMBRE B, DEFINI PAR SPALDING. LORS DE CE TRAVAIL IL EST DEMONTRE THEORIQUEMENT ET EXPERIMENTALEMENT QUE LE NOMBRE B DEPEND D'UNE MANIERE IMPORTANTE DE LA VITESSE DE L'ECOULEMENT FORCE LORS LA COMBUSTION SE DEROULE EN APESANTEUR. DE PLUS EN INCLUANT LES PERTES CONDUCTIVES ET RADIATIVES DU SYSTEME, PROPRES A CHAQUE COMBUSTION REELLE, LE NOMBRE B, INITIALEMENT CONSIDERE COMME CONSTANT, SE TRANSFORME EN VARIABLE LOCALE, DECROISSANT LE LONG DE LA PLAQUE DU COMBUSTIBLE. CETTE TRANSFORMATION MENE A LA VALIDATION DE LA THEORIE CLASSIQUE ET PERMET L'EXPLICATION DU PHENOMENE D'EXTINCTION DE LA FLAMME, SEULEMENT OBSERVE EN REGIME D'APESANTEUR. LES VITESSES DE L'ECOULEMENT FORCE ALLANT DE 0 A 400 MM/S SONT CARACTERISTIQUES DE CELLES GENEREES PAR LES SYSTEMES DE VENTILATION DANS DES VAISSEAUX SPATIAUX. LES RESULTATS DE CE TRAVAIL PEUVENT DONC ETRE UTILISES AFIN D'AMELIORER LA SECURITE INCENDIE A BORD DE CES VAISSEAUX.
Author: Dake Shen
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Languages : fr
Pages : 148
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Book Description
DANS CE TRAVAIL, UNE FLAMME DE DIFFUSION A ETE ETUDIE DANS UN ECOULEMENT HELICOIDAL TOURBILLONNAIRE. LA COMBUSTION D'UN JET CENTRAL DE METHANE EST STABILISEE PAR UN ECOULEMENT D'AIR ANNULAIRE ANIME D'UN FORT MOUVEMENT DE ROTATION DANS UN BRULEUR MODELE, CONCU ET MIS AU POINT AU LABORATOIRE. LA PUISSANCE CALORIFIQUE DU BRULEUR EST DE 40KW, ET SA GEOMETRIE EST SIMPLE: IL COMPORTE UNE SORTIE DROITE SANS LA PRESENCE DE CONFINEMENT PAR UN DIVERGENT. LES PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT DU SYSTEME REACTIF COMPORTENT DIFFERENTES VALEURS DES NOMBRES DE SWIRL (RAPPORT DES QUANTITES DE MOUVEMENT TANGENTIELLE ET AXIALE) ET REYNOLDS, DES VITESSES INITIALES DES REACTIFS (METHANE ET AIR) ET DE LA RICHESSE GLOBALE. LA VARIATION SYSTEMATIQUE DE CES PARAMETRES A ETE EFFECTUEE JUSQU'A CE QUE LEUR MODIFICATION AFFECTE LES PHENOMENES AERODYNAMIQUES ET CHIMIQUES. UNE CARTOGRAPHIE COMPLETE DES CHAMPS DE VITESSE, DE TURBULENCE, DE TEMPERATURE ET DE CONCENTRATIONS DES ESPECES CHIMIQUES STABLES EST DETERMINEE. LES RESULTATS ONT MONTRE LE ROLE TRES IMPORTANT DES PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT DU BRULEUR SUR LA STRUCTURE DE L'ECOULEMENT (CREATION D'UNE ZONE DE RECIRCULATION PLUS OU MOINS STABLE, CISAILLEMENT FAVORISANT LE MELANGE DE REACTIFS), SUR L'EMISSION DES ESPECES CHIMIQUES POLLUANTES (FORMATION D'OXYDES D'AZOTE PAR UN MECANISME DE TYPE PRECOCE). CETTE ETUDE A CONTRIBUE A UNE MEILLEUR COMPREHENSION DE LA STRUCTURE DE L'ECOULEMENT ET DES PHENOMENES DE STABILISATION D'UNE FLAMME DE BRULEUR MODELE METHANE. CE TRAVAIL MET EN EVIDENCE LES PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT MENANT A UNE COMBUSTION PLUS COMPLETE ET MOINS POLLUANTE ET FOURNI UNE BASE DE DONNEE CAPABLE DE VALIDER UN CODE CALCUL NUMERIQUE
Author: MOUSSA KALIMOULAHI.. SAMBA
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Languages : fr
Pages : 206
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LE JET DE GAZ BRULES ISSUS D'UNE FLAMME DE PREMELANGE EN PRESENCE D'UN CHAMP D'ACCELERATION, EST ETUDIE NUMERIQUEMENT. DEUX MODELES DE FLAMME SONT PROPOSES : 1/ CONIQUE AVEC PROFIL DE VITESSE EN EVENTAIL CENTRE 2/ PARABOLOIDAL AVEC ETIREMENT LOCAL AU SOMMET DE LA FLAMME. L'ETUDE NUMERIQUE REPOSE SUR LA TECHNIQUE DES DIRECTIONS ALTERNEES ET SUR L'UTILISATION DE DEUX SCHEMAS NUMERIQUES L'UN TOTALEMENT IMPLICITE EN TEMPS ET L'AUTRE, SEMI-IMPLICITE. LES RESULTATS NUMERIQUES SONT COMPARES A CEUX OBTENUS PAR DIFFERENTS EXPERIMENTATEURS QUI INDIQUENT QUE SOUS L'EFFET DE LA GRAVITE (G = G 0), LE SOMMET DE LA FLAMME OSCILLE A UNE FREQUENCE F C DE 16-17 HZ POUR LES MELANGES METHANE-AIR ETUDIES. CEUX-CI MONTRENT EGALEMENT L'ABSENCE D'OSCILLATION EN MICROGRAVITE ET UNE VARIATION DE F C EN RACINE DE G. LES ETUDES FAITES EN IMPLICITE TOTAL MONTRENT QU'A G = G 0 LE JET DE GAZ CHAUDS, OBTENU AVEC LE MODELE CONIQUE, OSCILLE A UNE FREQUENCE CARACTERISTIQUE F C DE 25.8 HZ, TANDIS QUE LE MODELE PARABOLOIDAL DONNE UNE VALEUR DE F C EGALE A 12.4 HZ. EN MICROGRAVITE, LA FREQUENCE TROUVEE DANS LES DEUX CAS EST NON NULLE. POUR UNE LOI PRESUPPOSEE EN RACINE DE G, NOUS OBTENONS AVEC LE MODELE DE LA FLAMME CONIQUE : F C = 16.9 G / G 0. L'UTILISATION DU SCHEMA SEMI-IMPLICITE, MIEUX ADAPTE AUX ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES, APPORTE DES AMELIORATIONS NOTABLES A CES RESULTATS. EN EFFETS, CEUX-CI SONT MOINS DISPERSES ET PLUS PROCHES DES RESULTATS D'EXPERIENCE. AINSI, NOUS OBTENONS AVEC LE MODELE CONIQUE UNE FREQUENCE DE 19.78 HZ EN GRAVITE NORMALE ET 3.75 HZ A G = 0. LE MODELE PARABOLOIDAL DONNE UNE FREQUENCE DE 12.95 HZ POUR G = G 0 ET UNE FREQUENCE NULLE EN MICROGRAVITE (G = 0). POUR DES LOIS PRESUPPOSEES EN RACINE DE G, LA METHODE DES MOINDRES CARRES PERMET D'OBTENIR, D'UNE PART AVEC LE MODELE CONIQUE, LA LOI DE FREQUENCE : F C = 17.37 G / G 0 ET D'AUTRE PART AVEC LE MODELE PARABOLOIDAL, LA RELATION : F C = 12.95 G / G 0. DES LOIS DE FREQUENCE SONT OBTENUES EN EVALUANT SIMPLEMENT LA VARIATION MOYENNE PAR RAPPORT A G, NOUS TROUVONS ALORS : F C = 17.37 (G/G 0) 0 . 2 8 AVEC LE MODELE CONIQUE ET F C = 12.95 (G/G 0) 0 . 4 3 AVEC LE MODELE PARABOLOIDAL.
Author: Amal Bouamoul
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ISBN: 9781412308298
Category : Flame
Languages : fr
Pages : 192
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Book Description
Author: Yannick Pizzo
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 130
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Book Description
Dans le domaine de la sécurité incendie, le taux de pyrolyse d'un matériau combustible soumis à un feu est un paramètre essentiel dans l'évaluation de la puissance du feu et de ses conséquences sur l'environnement. La présente étude est consacrée à la détermination expérimentale, analytique et numérique du taux de pyrolyse à l'état stationnaire le long d'une plaque plane de PMMA en position verticale et soumise au feu. Un dispositif expérimental original a été développé, ainsi qu'une technique de mesure basée sur la détermination instantanée de la surface de régression du combustible. Une analyse théorique basée sur les hypothèses de couche limite laminaire réactive et un modèle numérique bidimensionnel reposant sur la résolution des équations complètes de Navier-Stokes sont utilisés. L'étude des débits massiques surfaciques de combustible permet de mettre en évidence des effets tridimensionnels qui se manifestent pour de faibles largeurs de plaque. Dans la partie laminaire de l'écoulement, proche du bord d'attaque, les résultats expérimentaux et numériques présentent une décroissance du taux de pyrolyse en bon accord avec ce que prévoit la théorie de la couche limite laminaire réactive. Les écarts observés sur les lois d'échelle s'expliquent par le fait que la théorie ne prend en compte les pertes radiatives et conductives à l'interface combustible / gaz. Les hypothèses de validité de la théorie de la couche limite réactive sont ensuite discutées. On montre qu'en écoulement libre le taux de pyrolyse est inversement proportionnel au gradient de vitesse pariétal. Un modèle de pyrolyse basé sur le nombre de transfert de masse est proposé dans la phase transitoire, en s'affranchissant du calcul de la phase gazeuse.
Author: Joan Boulanger
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Languages : fr
Pages : 624
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Ces travaux sont dévolus à l'étude des fronts de combustion partiellement prémélangés. Ils font appel à des oitils théoriques (analyse asymptotique dans le cadre des grandes énergies d'activation) et numériques (Simulation Numérique Directe) dédiés aux flammes.La mise sur pied de cette démarche a nécessité la revisite des théories plus classiques sur les flammes de prémélange et de diffusion.La résolution de la déflagration de prémélange est proposée dans un formalisme utilisant les paramètres de contrôle d'une flamme de diffusion. Cette fédération de la modélisation chimique améliore la prédiction de la réponse de la vitesse pour différentes richesses. Par ailleurs, l'évolution de la vitesse de la flamme de prémélange lorsque les gaz frais sont contaminés par des recirculations de produits de combustion est également prédite. L'étude des mécanismes d'extinction des flammes de diffusion dégage des résultats intermédiaires pour la suite des travaux tout en proposant un calibrage des grandeurs thermodynamiques permettant de traiter l'extinction en s'affranchissant des hypothèses qui contraignent jusqu'à lors ce type d'analyse. Trois volets ont été ensuite ouverts et constituent la partie centrale du mémoire : Dans un premier temps, la prévision de l'évolution du nombre de Damköhler d'extinction à l'extrémité d'une flamme de diffusion, impliquant les flux de chaleur additionnels dans la direction ouverte vers l'amont, permet d'établir un critère fiable pour la caractérisation de la stabilisation d'un front partiellement prémélangé. Le second point permet de tester cette dernière théorie sur les flammes de diffusion décrochées sur un brûleur rond en Simulation Numérique Directe. La plus grande partie de cette deuxième articulation est par ailleurs allouée à la compréhension du mécanisme de couplage de la flamme sur l'écoulement via le dégagement de chaleur, qui accentue la robustesse au décrochage et à l'extinction. Le dernier point étudie le front partiellement prémélangé selon une approche propagative. La prévision analytique de la déflagration en fonction du niveau de mélange permet de fédérer les propriétés des flammes triples et des edge-flames.
Author: DJAMEL.. KARMED
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Languages : fr
Pages : 125
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Book Description
LE PRESENT TRAVAIL EST CONSACRE A L'ETUDE NUMERIQUE DE L'INTERACTION FLAMME TURBULENTE-PAROI SOLIDE. LA CONFIGURATION GEOMETRIQUE RETENUE EST CELLE D'UN ECOULEMENT TURBULENT, ISSU D'UN INJECTEUR CIRCULAIRE, IMPACTANT SOUS INCIDENCE NORMALE UNE PAROI SOLIDE. LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL CONCERNE L'ETUDE DE L'INTERACTION FLAMME DE DIFFUSION TURBULENTE-PAROI DANS LE JET PARIETAL, LA OU LA FLAMME SE TROUVE AU VOISINAGE DE LA PAROI. LA COMBUSTION EST DECRITE PAR UNE FONCTION DENSITE DE PROBABILITE SOUS LA FORME D'UNE FONCTION BETA ET LA TURBULENCE PAR UN MODELE K- A BAS NOMBRE DE REYNOLDS. L'UTILISATION DES APPROXIMATIONS DE COUCHE LIMITE PERMET L'OBTENTION D'UN SYSTEME PARABOLIQUE D'EQUATIONS AUX DERIVEES PARTIELLES, RESOLUES PAR UNE METHODE DE VOLUMES FINIS. LES RESULTATS NUMERIQUES SONT EN BON ACCORD AVEC CEUX OBTENUS EXPERIMENTALEMENT A L'ECOLE CENTRALE DE LYON SUR CETTE MEME GEOMETRIE. LA SECONDE PARTIE EST CONSACREE A L'ETUDE DE L'INTERACTION FLAMME TURBULENTE DE PREMELANGE-PAROI. LA COMBUSTION EST DECRITE PAR LE MODELE DE FLAMMELETTES BMLC (BRAY-MOSS-LIBBY-CHAMPION) ET LA TURBULENCE PAR UN MODELE K- A BAS NOMBRE DE REYNOLDS. LE SYSTEME ELLIPTIQUE D'EQUATIONS DE BILAN MOYENNES EST RESOLU A L'AIDE D'UN CODE DE CALCUL DEVELOPPE AU LABORATOIRE. L'INFLUENCE DU NOMBRE DE DAMKOHLER SUR LA STRUCTURE DE LA FLAMME TURBULENTE EST MISE EN EVIDENCE. ON MONTRE QUE PLUS CE NOMBRE EST FAIBLE, PLUS LA FLAMME S'APPROCHE DE LA PAROI AVEC L'EXISTENCE D'UNE LIMITE INFERIEURE EN DESSOUS DE LAQUELLE CELLE-CI SE STABILISE LOIN DE L'AXE, SUR LES BORDS DU JET. SUR L'AXE DE SYMETRIE, NOS RESULTATS SONT EN BON ACCORD AVEC CEUX DE BRAY, CHAMPION ET LIBBY OBTENUS PAR UNE ANALYSE ASYMPTOTIQUE. DANS LE CAS D'UNE PAROI A TEMPERATURE FIXEE, NOS RESULTATS SONT QUALITATIVEMENT EN ACCORD AVEC CEUX OBTENUS EXPERIMENTALEMENT A L'E.C. DE LYON
Author: David Teixeira
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Languages : fr
Pages : 226
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Book Description
De nombreuses études expérimentales réalisées sur des cas académiques ont montré qu'un plasma froid permet d'augmenter le domaine de stabilité d'une flamme à des richesses et/ou des vitesses pour lesquelles elle n'existerait pas naturellement. Toutefois, il est encore nécessaire d'améliorer la compréhension des phénomènes de couplage entre le plasma et la combustion afin d'optimiser l'utilisation de ces plasmas pour l’assistance de la combustion dans les superstatoréacteurs ou dans les moteurs à mélange pauvre par exemple. Ce travail de thèse est donc consacré à l'étude de l'interaction d'une flamme de diffusion de méthane dans l'air avec une décharge dite à “barrière diélectrique“. Nous avons retenu pour cela une approche essentiellement numérique ; à savoir la simulation d’une expérience spécifique en cours d’exploitation à l’ONERA. Après avoir développé et implémenté une modélisation du plasma dans le code de Modélisation Aérothermique des Jets Instationnaires avec Combustion (MAJIC) que nous avons amélioré, plusieurs simulations ont été réalisées afin d’identifier les principaux effets induits par le plasma permettant de stabiliser la combustion.
Author: LOUIS.. GOTTESDIENER
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Category :
Languages : fr
Pages : 65
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Book Description
ETUDE DE LA ZONE D'INFLUENCE AMONT DU BORD DE FUITE EN REGIME DE GLISSEMENT. DETERMINATION DES PROFILS DE VITESSE DANS LA COUCHE LIMITE PAR ANEMOMETRIE A FIL CHAUD ET MESURE DE LA MASSE VOLUMIQUE AU CANON A ELECTRON. DETERMINATION DE LA DIRECTION DE LA VITESSE EN ASSOCIANT AUX RESULTATS EXPERIMENTAUX L'EQUATION DE CONTINUITE ECRITE SOUS FORME DE DIFFERENCES FINIES. ETUDE DE L'INFLUENCE DU NOMBRE DE REYNOLDS SUR LA DIMENSION DE LA REGION DU BORD DE FUITE. ETUDE NUMERIQUE DE L'ECOULEMENT SUR UNE PLAQUE PLANE DE LONGUEUR FINIE, EN REGIME DE GLISSEMENT
