Explicit and implicit large eddy simulation of turbulent combustion with multi-scale forcing
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 technique...
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| Auteur principal: | |
|---|---|
| Autres auteurs: | , , , , , , |
| Format: | Thèse numérique |
| Langue: | Anglais Français |
| Publié: |
2016.
|
| Sujets: | |
| Accès en ligne: | Accès au texte intégral https://theses.univ-orleans.fr/public/2016ORLE2023_vm.pdf http://www.theses.fr/2016ORLE2023/abes https://theses.hal.science/tel-01412627 |
| Note: |
Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Institut de combustion aérothermique réactivité et environnement (Orléans, Loiret ; 2007-...) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Arnaud Mura (Président du jury) ; Iskender Gökalp, Ivan Fedioun, Arnaud Mura, Benoît Fiorina, Nicolas Lardjane, Vincent Moureau, Vladimir Sabel'Nikov (Membre(s) du jury) ; Arnaud Mura, Benoît Fiorina (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Simulation des grandes échelles explicite et implicite de la combustion turbulente avec forçage multi-échelles |
| LEADER | 05480nam a22004817a 4500 | ||
|---|---|---|---|
| 001 | 603398 | ||
| 008 | 161208s2016 xxe ||| |||| 00| 0 eng d | ||
| 009 | PPN197026923 | ||
| 041 | 0 | |a eng |a fre |b fre |b eng | |
| 082 | |a 621.402 3 | ||
| 084 | |a 620 | ||
| 100 | 1 | |a Zhao, Song, |d 1985- | |
| 240 | 1 | 0 | |a Simulation des grandes échelles explicite et implicite de la combustion turbulente avec forçage multi-échelles |
| 245 | 1 | 0 | |a Explicit and implicit large eddy simulation of turbulent combustion with multi-scale forcing |c Song Zhao ; sous la direction de Iskender Gökalp et de Ivan Fedioun. |
| 256 | |a Données textuelles | ||
| 260 | |c 2016. | ||
| 500 | |a Titre provenant de l'écran-titre | ||
| 500 | |a Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) | ||
| 500 | |a Partenaire(s) de recherche : Institut de combustion aérothermique réactivité et environnement (Orléans, Loiret ; 2007-...) (Laboratoire) | ||
| 500 | |a Autre(s) contribution(s) : Arnaud Mura (Président du jury) ; Iskender Gökalp, Ivan Fedioun, Arnaud Mura, Benoît Fiorina, Nicolas Lardjane, Vincent Moureau, Vladimir Sabel'Nikov (Membre(s) du jury) ; Arnaud Mura, Benoît Fiorina (Rapporteur(s)) | ||
| 502 | |a Thèse de doctorat. Physique. Orléans. 2016 | ||
| 520 | |a 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. | ||
| 520 | |a The context of this study is the optimization of premixed turbulent combustion of syngas for clean energy production. A Bunsen-type CH4/air turbulent premixed burner with a multi-scale grid generator is simulated with different Large Eddy Simulation (LES) strategies and compared to experimental results. A low-Mach formulation of a compressible Navier-Stokes solver based on different numerical methods, ranging from 4th order central finite difference to 5th order advanced WENO schemes, is developed and applied. Classical test cases (1D laminar premixed flame, decaying HIT), and 2D simulations of the turbulent premixed flame are performed to assess the numerical methodology. Implicit LES (ILES), i.e. LES without any explicit subgrid modeling, and explicit LES with the Thickened Flame model and subgrid scale flame wrinkling modelling (TFLES) are applied to simulate numerically the 3D experimental burner. Results show that TFLES with a high-order low dissipation scheme predicts quite well the experimental flame length and flame surface density. ILES with advanced WENO schemes produces a slightly shorter although realistic flame provided the grid spacing is of order of the laminar flame thickness. The representation of flame/turbulence interactions in TFLES and ILES are however quite different. | ||
| 538 | |a Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF | ||
| 650 | |a Gaz de synthèse | ||
| 650 | |a Combustion | ||
| 650 | |a Flamme | ||
| 650 | |a Turbulence | ||
| 650 | |a Simulation des grandes échelles | ||
| 650 | |a Thèses et écrits académiques | ||
| 700 | 1 | |a Gökalp, Iskender. |4 ths |4 opn | |
| 700 | 1 | |a Fedioun, Ivan, |d 19..- |4 ths |4 opn | |
| 700 | 1 | |a Mura, Arnaud, |d 19-...., |c directeur de recherche. |4 opn | |
| 700 | 1 | |a Fiorina, Benoît, |d 1978-...., |c chercheur en énergétique moléculaire. |4 opn | |
| 700 | 1 | |a Lardjane, Nicolas, |d 1973- |4 opn | |
| 700 | 1 | |a Moureau, Vincent, |d 1978-...., |c chercheur en énergétique. |4 opn | |
| 700 | 1 | |a Sabel½nikov, Vladimir. |4 opn | |
| 710 | 2 | |a Université d'Orléans. |4 dgg | |
| 856 | 4 | |q PDF |s 19637600 |u http://www.theses.fr/2016ORLE2023/document |z Accès au texte intégral | |
| 856 | 4 | |u https://theses.univ-orleans.fr/public/2016ORLE2023_vm.pdf | |
| 856 | 4 | |u http://www.theses.fr/2016ORLE2023/abes | |
| 856 | 4 | |u https://theses.hal.science/tel-01412627 | |
| 997 | |0 603398 |1 Thèse numérique |a Ressource numérique |b INSA |b ENSA |c 0/Bibliothèque numérique/ |c 1/Bibliothèque numérique/Autre ressource numérique/ | ||