Quelques aspects de la modélisation numérique appliquée à la combustion turbulente

ABSTRACT

Various developments in turbulent combustion modelling are presented. First direct numerical simulations are used to study triples flames properties, and the possible role that they play in auto ignition of nonpremixed mixtures. Then, a bridge is built between probality density function and flame surface approaches. In particular, the proposed formalism, which is based on the definition of a surface density function, allows for studying the properties of isoconcentration surfaces from a purely statiscal point of view. Finally, a new technique is proposed for the modelling of turbulent combustion. It uses recent developments in the field of dynamic large eddy simulation techniques coupled with probability function approach.

RÉSUMÉ

Différents aspects de la modélisation de la combustion turbulente sont présentés. On utilise dans un premier temps la simulation directe afin d'étudier le comportement des flammes triples et le rôle qu'elles peuvent jouer lors d'un allumage dans un milieu qui présente des fluctuations de richesse. Ensuite, le lien entre les approches fonction densité de probabilité et surface de flamme est établi à travers l'introduction d'une fonction densité de surface iso-concentration. Ces développements permettent d'aborder le comportement des surfaces iso-concentration d'une espèce réactive dans un écoulement turbulent à partir de concepts statistiques. Enfin, on présente une nouvelle technique de modélisation de la combustion turbulente basée sur une simulation dynamique-lagrangienne des grandes échelles de la turbulence couplée à l'approche fonction densité de probabilité.

KEY WORDS:

• turbulence
• combustion
• direct numerical simulation
• probability density function
• mixing modelling
• surface density function
• large eddy simulation
• lagrangian dynamic modelling

MOTS-CLÉS:

• turbulence
• combustion
• simulation directe
• fonction densité de probabilité
• modèle de mélange
• fonction densité d'iso-surface
• simulation des grandes structures
• modèle dynamique lagrangien