Simulation aux grandes échelles implicite et explicite de la combustion supersonique

Résumé : Cette Thèse de doctorat est consacrée à l’étude, par simulation aux grandes échelles ou LES (Larg eeddy simulation), d’un jet pariétal d’hydrogène sous-détendu dans un écoulement transverse supersonique d’air vicié. Cette configuration est représentative des conditions d’écoulement rencontrées dans les moteurs aérobies de type super-statoréacteurs (scramjets). En effet, les futurs systèmes de transport à grande vitesse dépendent fortement du développement de ce type de moteur. Dans de telles conditions, l’écoulement d’air chaud est maintenu supersonique dans la chambre de combustion afin de réduire les effets induits par l’échauffement et la dissociation de l’air. Nous étudions les processus de mélange et de combustion qui se développent en aval du jet de combustible. Ce travail s’appuie sur l’emploi d’un outil de simulation numérique haute fidélité : CREAMS (Compressible REActive Multi-species Solver) développé à l’Institut Pprime. Ce code de calcul met en oeuvre des schémas numériques d’ordre élevé : schéma Runge–Kutta d’ordre 3 pour l’intégration temporelle combiné à un schéma WENO d’ordre 7 et centré d’ordre 8 pour la discrétisation spatiale. Les simulations réalisées dans des conditions inertes permettent de caractériser l’importance des interactions choc/turbulence avec une attention particulière accordée à la description des fluctuations de composition à l’échelle non-résolue (i.e. sous-maille). Compte tenu de leur niveau de résolution,les simulations réactives permettent quant à elles une analyse détaillée du mode de stabilisation et des régimes de combustion turbulente rencontrés fournissant ainsi des informations très précieuses quant à l’adéquation des modélisations existantes pour ces conditions extrêmes.
Mots-clés : Auto-allumage
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Thèse
Autre. ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechique - Poitiers, 2017. Français. 〈NNT : 2017ESMA0020〉
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Soumis le : mardi 16 janvier 2018 - 14:34:09
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Anthony Techer. Simulation aux grandes échelles implicite et explicite de la combustion supersonique. Autre. ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechique - Poitiers, 2017. Français. 〈NNT : 2017ESMA0020〉. 〈tel-01685495〉

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