SUR LES PROBLEMES D'INTERACTION ENTRE UNE FLAMME ET UN ECOULEMENT TURBULENT (FLAMME FROIDE ET ECOULEMENT A TEMPERATURE ELEVEE) PDF Download
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Author: ISKENDER.. GOKALP
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Languages : fr
Pages : 204
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Book Description
ETUDE SYNTHETIQUE DES DIFFERENTS ASPECTS DE LA COMBUSTION TURBULENTE ET PROPOSITION DE L'INTERPRETATION SPECTRALE DE LA VITESSE DE PROPAGATION TURBULENTE. DETERMINATION DES CARACTERISTIQUES D'UNE FLAMME FROIDE TURBULENTE. ETUDE EXPERIMENTALE DE LA TURBULENCE DYNAMIQUE ET THERMIQUE DANS DES ECOULEMENTS A TEMPERATURE ELEVEE
Author: ISKENDER.. GOKALP
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Category :
Languages : fr
Pages : 204
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ETUDE SYNTHETIQUE DES DIFFERENTS ASPECTS DE LA COMBUSTION TURBULENTE ET PROPOSITION DE L'INTERPRETATION SPECTRALE DE LA VITESSE DE PROPAGATION TURBULENTE. DETERMINATION DES CARACTERISTIQUES D'UNE FLAMME FROIDE TURBULENTE. ETUDE EXPERIMENTALE DE LA TURBULENCE DYNAMIQUE ET THERMIQUE DANS DES ECOULEMENTS A TEMPERATURE ELEVEE
Author:
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Category : Heat
Languages : en
Pages : 544
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Author: DJAMEL.. KARMED
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 125
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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: Laëtitia Muller
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Category :
Languages : fr
Pages : 212
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Lors de la combustion dans un moteur à allumage commandé, la flamme est affectée par la paroi alors que seulement 20% de la charge a été consommée. Il est donc indispensable de s'intéresser aux mécanismes de l'interaction flamme-paroi pour le développement et l'amélioration des moteurs à allumage commandé. Au cours de ces travaux, l'interaction flamme-paroi instationnaire a été étudiée expérimentalement en régime laminaire et turbulent dans des conditions initiales non isothermes. En effet, la température des parois Tw varie entre 300 et 500 K alors que les gaz frais sont à température ambiante. Le but de cette étude est de comprendre les phénomènes mis en jeu et de fournir des données de référence pour la simulation de l'interaction flamme-paroi. L'étude en régime laminaire montre que la densité de flux thermique pariétal maximale qwmax augmente avec Tw pour le coincement frontal et latéral. La distance de coincement diminue lorsque Tw augmente en coincement frontal mais est constante en latéral. Pour ce dernier type de coincement, l'étirement n'est pas négligeable. L'étude en régime turbulent montre que la turbulence fait diminuer qwmax à richesse 1 par rapport au cas laminaire alors qu'elle fait augmenter ce paramètre à richesse 0,7. Le front de flamme est donc cisaillé par l'écoulement des gaz frais à richesse 1 alors qu'il est convecté par cet écoulement à richesse 0,7. Le cisaillement du front de flamme, à richesse 1, a un effet prépondérant sur l'effet de la température de paroi concernant l'interaction flamme-paroi.
Author: Markus Baum
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Languages : fr
Pages : 191
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Ce document présente les résultats d'une étude numérique et théorique des flammes prémélangées. Les sujets abordés sont l'allumage des flammes et l'interaction entre front de flamme et turbulence homogène isotrope dans des configurations bidimensionnelles. Un des objectifs poursuivis était d'envisager la faisabilité d'une simulation directe complète d'un écoulement réactif turbulent avec chimie et modèles de transport complets. De façon générale, on constate que cet objectif est aujourd'hui réalisable et on présente ici un certain nombre d'applications. Un algorithme de simulation directe (DNS) a été développé dans le cadre de ce travail pour aborder ces problèmes. L'algorithme, initialement développé pour traiter des schémas cinétiques simplifiés est ensuite étendu aux schémas cinétiques plus détaillés avec des propriétés de transport réalistes (avec l'utilisation de CHEMKIN et TRANSPORT). Cet algorithme a permis tout d'abord d'étudier l'allumage de flammes prémélangées avec un schéma cinétique simple. Nous nous sommes intéressés au mécanisme qui contrôle l'allumage dans des écoulements turbulents. Dans une première approche, nous avons étudié l'allumage par déposition d'énergie dans des écoulements a flux massique imposé en configuration bidimensionnelle. Les délais et les temps minimaux d'allumage sont déterminés en fonction de la puissance de chauffage et du flux. Les rayons critiques des noyaux de flamme sont aussi examinés. Un modèle simple est enfin présenté pour représenter ces résultats. Dans une seconde étude nous avons considéré l'interaction entre front de flamme et turbulence homogène isotrope dans une configuration bidimensionnelle. Cette étude est réalisée pour des flammes hydrogène-air représentées par un schéma cinétique a 9 espèces et 19 réactions. Une flamme plane, stationnaire, laminaire, non-étirée, adiabatique est superposée a un champ de vitesse déterminé sur la base d'un spectre d'énergie du type Von Karmann-Pao. L'observation de l'évolution du front de flamme a permis d'établir une description qualitative ainsi que les propriétés statistiques de ce type de flamme.
Author: Francis Sabathier
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Languages : fr
Pages : 316
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DANS LES BRULEURS ORIGINAUX ET A L'AIDE DE DIAGNOSTICS NON INTRUSIFS BASES SUR DES TECHNIQUES LASER IL A ETE MIS EN EVIDENCE LES EFFETS HYDRODYNAMIQUES ASSOCIES A LA RETROACTION DU MOUVEMENT DU FRONT DE LA FLAMME SUR L'ECOULEMENT TURBULENT AMONT. CE PHENOMENE SE TRADUIT PAR UNE ATTENUATION SPECTACULAIRE DES BASSES FREQUENCES PRESENTES DANS LE SPECTRE DE LA TURBULENCE DE L'ECOULEMENT EXCITATEUR. AU VOISINAGE DU SEUIL D'INSTABILITE, ON MET EN EVIDENCE L'EMERGENCE D'UN PHENOMENE DE RESONANCE LORSQUE LA TAILLE CARACTERISTIQUE DES TOURBILLONS SE RAPPROCHE DE CELLE DES STRUCTURES CELLULAIRES
Author: Bruno Roche
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Languages : fr
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La comprehension et la modelisation des phenomenes physiques intervenant dans la combustion turbulente sont primordiaux pour l'etude et l'optimisation des dispositifs industriels tels que les moteurs a allumage commande ou les bruleurs. La complexite du probleme est liee a l'interaction entre les phenomenes thermo-chimiques, caracterisant un front de flamme, et les echelles du spectre continu de la turbulence. Le probleme peut etre simplifie si l'on discretise le spectre de la turbulence en assimilant chaque echelle turbulente a un tourbillon. Les travaux que nous avons realises dans le cadre de cette etude, s'articulent autour de deux axes: la prediction d'une flamme turbulente premelangee et la simulation de l'interaction entre un front de flamme oblique premelangee et une allee tourbillonnaire de von karman. Le premier point est aborde par une simulation de reference en ecoulement laminaire. Puis la flamme oblique turbulente premelangee est etudiee. Deux premelanges, air-hydrogene et air-methane, permettent de traiter le probleme de l'influence du nombre de lewis sur la structure de ces flammes. Dans une deuxieme partie, on s'interesse a l'interaction entre une flamme oblique laminaire de premelange air-hydrogene et une allee tourbillonnaire de von karman. La prediction de cette configuration met en evidence l'influence des tourbillons sur le plissement et l'extinction du front de flamme. Pour chacune de ces etapes, la comparaison entre les predictions numeriques et des donnees experimentales est realisee. Elle nous permet d'analyser les performances des modelisations et elle apporte des informations complementaires sur les phenomenes etudies.
Author: Bruno Renou
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Languages : fr
Pages : 231
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CETTE ETUDE EXPERIMENTALE A POUR BUT DE CARACTERISER LES INTERACTIONS ET LES COUPLAGES ENTRE LES PHENOMENES AERODYNAMIQUES (LA TURBULENCE) ET LES PHENOMENES CHIMIQUES (LA COMBUSTION) QUI ONT LIEU AU NIVEAU DES CONTOURS DE FLAMMES TURBULENTES PREMELANGEES INSTATIONNAIRES. CETTE ETUDE A ETE MENEE DANS UNE CHAMBRE DE COMBUSTION A PRESSION ATMOSPHERIQUE OU LES FLAMMES SONT ALLUMEES PAR ETINCELLE AU CENTRE DE LA CHAMBRE DANS UN ECOULEMENT TURBULENT HOMOGENE ET ISOTROPE. LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL A ETE CONSACREE A UNE ANALYSE TEMPORELLE DES CONTOURS DE FLAMMES POUR DIFFERENTS COMBUSTIBLES (METHANE, PROPANE ET HYDROGENE) GRACE A LA TECHNIQUE DE TOMOGRAPHIE LASER RAPIDE. NOUS AVONS AINSI PU MESURER ET CALCULER DES GRANDEURS LOCALES TELLES QUE LES COURBURES, LES VITESSES DE DEPLACEMENT, DES GRANDEURS GEOMETRIQUES COMME LES RAYONS DE FLAMME ET DES GRANDEURS MOYENNES TELLES QUE LES DIFFERENTES VITESSES DE FLAMME, LE TAUX D'ETIREMENT. CES CARACTERISTIQUES ONT ETE OBTENUES POUR DIFFERENTES CONDITIONS DE TURBULENCE ET DE RICHESSE. DANS UN DEUXIEME TEMPS, LE MONTAGE EXPERIMENTAL A ETE MODIFIE POUR PERMETTRE UNE MESURE STATISTIQUE DES CONTOURS DE FLAMMES. LES GRANDEURS SPATIALES CARACTERISTIQUES (ORIENTATION DES FLAMMELETTES, ECHELLES INTEGRALES DE PLISSEMENTS ET DENSITES DE SURFACE DE FLAMMES) SONT OBTENUES EN FONCTIONS DES PARAMETRES EXPERIMENTAUX. UN MODELE TEMPOREL DU TAUX DE REACTION MOYEN EST PROPOSE ET VALIDE POUR LES DIFFERENTS NOMBRES DE LEWIS ETUDIES. ENFIN, LA MESURE DES PROPRIETES DU CHAMP DYNAMIQUE PAR VELOCIMETRIE PAR IMAGE DE PARTICULES A PERMIS DE DETERMINER LES GRANDEURS CARACTERISTIQUES LOCALES DES INTERACTIONS ENTRE LA CHIMIE ET LA TURBULENCE (CISAILLEMENT, ETIREMENT LOCAL,). NOUS AVONS MONTRE QUE LA REPONSE DU FRONT DE FLAMME EN TERME DE COURBURE, A UN CISAILLEMENT EXTERIEUR, EST LINEAIRE, ET QUE LES VALEURS DES COEFFICIENTS DEPENDENT DES PROPRIETES THERMODIFFUSIVES DU COMBUSTIBLE.
Author: NEFISSA.. ZARRAD
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Category :
Languages : fr
Pages : 218
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TECHNIQUE DE MESURE UTILISEES. ETUDE EXPERIMENTALE DU CHAMP THERMIQUE MOYEN ET DES FLUCTUATIONS DE TEMPERATURE DANS LA FLAMME FROIDE TURBULENTE. ETUDE DU CHAMP THERMIQUE TURBULENT DANS UN ECOULEMENT D'AIR PRESENTANT UN GRADIENT DE TEMPERATURE AXIAL. ANALYSE SPECTRALE DES FLUCTUATIONS DE TEMPERATURE ET ETUDE DE LA FONCTION DENSITE DE PROBABILITE DE LA TEMPERATURE DANS LA FLAMME FROIDE TURBULENTE
Author: Christian Angelberger
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Languages : fr
Pages : 206
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Book Description
Le but de cette thèse est la modélisation de l'interaction flamme-paroi dans les simulations numériques de l'écoulement et de la combustion dans la chambre de combustion des moteurs à allumage commandé à mélange homogène. Dans un premier temps, une étude bibliographique montre entre autre que l'extinction d'une flamme prémélangée par une paroi froide est essentiellement de nature thermique, soulignant l'importance d'une prédiction adéquate des flux pariétaux. L'approche de modélisation présentée comporte deux volets. Dans un premier temps, un modèle existant pour le coincement thermique d'une flamme turbulente prémélangée est reformulé pour être applicable à la combustion anisobare (pression variable en temps) caractéristique des moteurs à piston. Ce premier volet de la modélisation adresse les effets des parois sur la combustion en leur voisinage. Dans un second temps, on propose des modèles de paroi adaptés aux couches limites pariétales fortement anisothermes, générées lors des phases de compression et de combustion dans un moteur à piston. Ce deuxième volet permet d'adresser - de facon indirecte - l'effet de la combustion sur l'écoulement proche-pariétal et les flux pariétaux, à travers l'élévation de la température des gaz qu'elle entraîne. Les modèles proposés sont implantés dans le code de simulation KIVA-II GSM et sont tout d'abord validés à l'aide de cas tests simples. Leur application à deux configurations moteur et la comparaison à des résultats expérimentaux - incluant en particulier des mesures locales de flux de chaleur pariétaux - illustrent l'amélioration de la prédictivite du code qu'ils apportent, comparés aux modèles n'adressant pas les effets de l'interaction flamme-paroi.
