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Theses

Modeling questions for numerical simulations of aeronautical combustors

Résumé : La conception de chambres de combustion aéronautiques requiert un compromis entre les différents phénomènes physiques présents, comme les interactions entre la flamme et la turbulence, les pertes thermiques, la dynamique de flamme ou l'évaporation du carburant et son mélange. De nombreux outils numériques existent dans la littérature pour prédire ce genre d'écoulements réactifs turbulents. Les modèles de turbulence instationnaires, par exemple LES (Large Eddy Simulation), sont un excellent compromis pour la prédiction du mélange dans des configurations réalistes. L'approche de chimie tabulée représente un équilibre attrayant entre coût de calcul et précision pour la prédiction de structure de flamme. Dans cette thèse, des modèles de turbulence avancés et de chimie tabulée sont appliqués à des configurations complexes afin d'évaluer leur capacité à prédire la structure de flammes turbulentes. La prédiction de la FDF (Flame Describing Function) par le modèle F-TACLES (Filtered TAbulated Chemistry for Large Eddy Simulations) est comparé à des données expérimentales pour une flamme swirlée, prémélangée et non-adiabatique. La FDF est bien prédite pour une large plage de fréquences et deux niveaux de fluctuations de vitesse. L'origine des différences est analysée. La première application du modèle F-TACLES à un brûleur diphasique est proposée. Le brûleur choisi est la flamme jet diphasique KIAI, récemment étudié au CORIA. Une comparaison détaillée avec l'expérience est faite et montre que F-TACLES est capable de prédire la bonne forme de flamme. Le modèle ZDES (Zonal Detached Eddy Simulation) est étudié dans la configuration TLC, un injecteur aéronautique réaliste. En non-réactif, la ZDES est validée par rapport aux mesures de vitesse expérimentales et comparée à des résultats de LES. En conditions réactives, la prédiction des profils de température dans la chambre de combustion est grandement améliorée en ZDES.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02294255
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Monday, September 23, 2019 - 12:13:10 PM
Last modification on : Friday, July 3, 2020 - 9:28:04 AM
Document(s) archivé(s) le : Sunday, February 9, 2020 - 6:19:50 AM

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73504_CHATELIER_2019_archivage...
Version validated by the jury (STAR)

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  • HAL Id : tel-02294255, version 1

Citation

Adrien Chatelier. Modeling questions for numerical simulations of aeronautical combustors. Fluids mechanics [physics.class-ph]. Université Paris-Saclay, 2019. English. ⟨NNT : 2019SACLC061⟩. ⟨tel-02294255⟩

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