Explicit and implicit large eddy simulation of turbulent combustion with multi-scale forcing

Résumé : Le contexte de cette étude est l’optimisation de la combustion turbulente prémélangée de syngaz pour la production propre d’énergie. Un brûleur CH4/air de type bec Bunsen avec forçage turbulent multi-échelles produit par un système de trois grilles, est simulé numériquement par différentes techniques de simulation des grandes échelles (SGE), et les résultats sont comparés à l’expérience. On a développé et appliqué une formulation bas-Mach du solveur Navier-Stokes basé sur différents schémas numériques, allant des différences finies centrées d’ordre 4 à des versions avancées des schémas WENO d’ordre 5. La méthodologie est évaluée sur une série de cas-tests classiques (flamme laminaire 1D prémélangée, turbulence homogène et isotrope en auto-amortissement), et sur des simulations 2D de la flamme turbulente prémélangée expérimentale. Les SGE implicites (ILES), i.e. sans aucune modélisation sous-maille, et explicites avec le modèle de flamme épaissie et un modèle de plissement sous-maille nouvellement élaboré (TFLES), sont appliquées à la simulation 3D du brûleur expérimental. Les résultats montrent que l’approche TFLES avec un schéma d’ordre élevé à faible dissipation numérique prédit correctement la longueur de la flamme et la densité de surface de flamme. La SGE implicite avec un schéma WENO avancé produit une flamme trop courte mais réaliste à condition que la taille de la maille soit de l’ordre de l’épaisseur de flamme laminaire. La représentation des interactions flamme/turbulence est néanmoins très différente entre TFLES et ILES.
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Thèse
Other. Université d'Orléans, 2016. English. 〈NNT : 2016ORLE2023〉
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Contributeur : Abes Star <>
Soumis le : jeudi 8 décembre 2016 - 15:36:06
Dernière modification le : vendredi 7 juillet 2017 - 13:30:28
Document(s) archivé(s) le : jeudi 23 mars 2017 - 08:03:58

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Song Zhao. Explicit and implicit large eddy simulation of turbulent combustion with multi-scale forcing. Other. Université d'Orléans, 2016. English. 〈NNT : 2016ORLE2023〉. 〈tel-01412627〉

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