Turbulent combustion modelisation via a tabulation method of detailedkinetic chemistry coupled to probability density function. Application to aeronautical engines.
Modélisation de la combustion turbulente via une méthode de tabulation de la cinétique chimique détaillée couplée à des fonctions de densités de probabilité. Application aux foyers aéronautiques
Résumé
A new modelisation of turbulent combustion is proposed with detailed chemistry and PDFs. The objective is to capture temperature and species concentrations, mainly the CO. The PCM-FTC model, Presumed Conditional Moment – Flame Tabulated Chemistry, is based on the tabulation of laminar premixed and diffusion flames to capture partial premixing present in aeronautical engines. The presumed PDFs is introduced to predict averaged values. The tabulation method is based on the analysis of the chemical structure of laminar premixed and diffusion flames. Hypothesis are presented, tested and validated with Sandia experimental data jet flames. Then, the model is introduced in a turbulent flow simulation software. Three configurations are retained to quantify the level of prediction of this formulation : the D and F-Flames of Sandia and lifted jet flames of methane/air of Stanford. A good agreement is observed between experiments and simulations. The validity of this method is then demonstrated.
Une modélisation de la combustion turbulente est proposée avec une chimie détaillée et des PDFs, afin de quantifier les concentrations des espèces chimiques (dont le CO). Le modèle PCM-FTC, Presumed Conditional Moment – Flame Tabulated Chimistry, est basé sur des méthodes de tabulations de flammes laminaires prémélangées et de diffusion pour prédire les phénomènes de prémélange partiel présents dans les foyers aéronautiques. La méthode de tabulation est basée sur une analyse de la structure chimique des flammes laminaires prémlélangées et de diffusion. Les hypothèses formulées dans cette modélisation sont testées et validées. Le modèle est alors implanté dans un logiciel de simulation des écoulements turbulents. Trois configurations sont retenues pour quantifier le pouvoir prédicteur de ce type d'approche : les flammes jets turbulentes de Sandia (D et F) et les flammes suspendues de méthane/air de Stanford. Les comparaisons numériques et expérimentales ont permis de valider la méthode.