Characterisation of the Early Ignition Phase Generated by a Sunken Fire Igniter / Alessandra MATINO  

Titre : Characterisation of the Early Ignition Phase Generated by a Sunken Fire Igniter Titre original : Caractérisation de la phase initiale de l'allumage générée par un allumeur aéronautique Type de document : thèse Auteurs : Alessandra MATINO, Auteur ; Marc BELLENOUE, Directeur de thèse ; Julien SOTTON, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Fabrice FOUCHER, Rapporteur ; Epaminondas MASTORAKOS, Rapporteur ; Nabiha CHAUMEIX, Examinateur ; Bénédicte CUENOT, Examinateur ; Mikael ORAIN, Examinateur ; Christophe VIGUIER, Examinateur Importance : 268 p. Note générale : NNT 2024ESMA0008 Acknowledgements Contents List of Figures List of Tables Appendices Abstract Keywords Catégories : Combustion Essais (technologie) Plasmas (gaz ionisés) Turbines à gaz:Allumage Vélocimétrie par images de particules Résumé : INTRODUCTION TO IGNITION IN GAS TURBINE ENGINES Environmental and Industrial Context Thesis Outline Résumé LITERATURE REVIEW Gas Turbine Engines: Overview of Helicopter Technology Ignition: Fundamentals and State of the Art Research Outline Résumé PLASMA KERNEL GENERATION IN INERT AND QUIESCENT ENVIRONMENT Introduction Preliminary Study: Emission Spectrum and Direct Visualization Overview of Test Campaigns Characterization of Igniter Performance Characterization of Ignition Kernel High-Speed Direct Visualization: Filtered Plasma Chemiluminescence Analysis of Kernel Evolution Cross Validation of Measurements Performed in Air Application of Adapted Raga Model: Comparison with Experimental Results Kernel Modelling in Inert Conditions by Empirical Correlation Conclusions Résumé IGNITION KERNEL IN REACTIVE PREMIXED CONDITIONS State of the Art - Premixed Combustion Ignition Kernel in Reactive and Quiescent Conditions Prediction of Experimental Results - Adapted Raga Model Kernel Modelling in Reactive Conditions by Empirical Correlation Impact of Inert Flow on Plasma Kernel Determination of Transverse Flow Field in the Igniter Region Kernel Propagation in a Reactive Swirling Flow Conclusions and Perspectives Résumé IGNITION KERNEL IN TWO-PHASE CONDITIONS State of the Art - Heterogeneous Combustion Preliminary Study: Water Droplet Deposit on the Electrodes High Magnification Shadowgraphy Exploration of Kernel-Spray Interaction by Schlieren Conclusions and Perspectives Résumé CONCUSIONS AND PERSPECTIVES Conclusions Perspectives Résumé En ligne : https://theses.hal.science/tel-05612865

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Etude par simulation numérique de l'auto-allumage en écoulement turbulent cisaillé supersonique / Pedro José MARTINEZ FERRER  

Titre : Etude par simulation numérique de l'auto-allumage en écoulement turbulent cisaillé supersonique Type de document : thèse Auteurs : Pedro José MARTINEZ FERRER, Auteur ; Arnaud MURA, Directeur de thèse ; Guillaume LEHNASCH, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Vincent GIOVANGIGLI, Rapporteur ; Abdellah HADJADJ, Rapporteur ; Jean-Paul BONNET, Examinateur ; Bénédicte CUENOT, Examinateur ; Pierre HALDENWANG, Examinateur ; Vladimir SABEL'NIKOV, Examinateur Importance : 251 p. Note générale : NNT 2013ESMA0018 Remerciements Table des matières Liste des tableaux Table des figures Liste des symboles Introduction Annexes Bibliographie Résumé Mots clés Catégories : Compressibilité Ecoulement cisaillé Moteurs:Combustion Simulation par ordinateur Résumé : EQUATIONS ET MODELES MATHEMATIQUES Introduction Equations de Navier-Stokes pour un mélange réactif de gaz Propriétés thermodynamiques Propriétés de transport détaillé Propriétés de transport simplifié Cinétique chimique Récapitulatif METHODES NUMERIQUES Introduction Discrétisation spatiales des flux convectifs Discrétisation spatiales des flux diffusifs Intégration temporelle Critères de stabilité numérique Température du mélange Conditions aux limites Récapitulatif VERIFICATIONS NUMERIQUE DU CODE DE CALCUL CREAMS Introduction Tube à choc de Sod Taux de convergence global Tube à choc multi-espèces inerte Test de diffusion multi-espèces Propagation d'une onde acoustique Réacteur parfaitement prémélangé Tube à choc multi-espèces réactif Flamme laminaire prémélangée d'hydrogène et d'oxygène Critère de détection de discontinuités Critère de détection des zones réactives Scalabilité du code de calcul Récapitulatif SIMULATIONS BIDIMENSIONNELLES DE COUCHES DE MELANGE Introduction Propriétés générales des couches de mélange Couche de mélange incompressible inerte Equilibre énergétique Couches de mélange compressibles réactives Equilibre énergétique Production de vorticité Couches de mélange impactées par un choc oblique Récapitulatif SIMULATIONS TRIDIMENSIONNELLES INERTES Introduction Description des configuration étudiées Vérification des simulation Structure des couches de mélange Etat d'autosimilarité Effet de la compressibilité sur la turbulence Effet de la compressibilité sur le mélange scalaire Etude des shocklets Récapitulatif SIMULATIONS TRIDIMENSIONNELLES REACTIVES Introduction Description des configurations étudiées Vérification des simulations Auto-inflammation de la couche de mélange Structure des couches de mélange Etat d'autosimilarité Effet de la compressibilité sur la turbulence Effet de la compressibilité sur le mélange scalaire Etude des shocklets Récapitulatif CONCLUSIONS GENERALES ET PERSPECTIVES En ligne : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00937313

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Experimental Characterization of Electrical Discharges and Formation of the Ignition Kernel. Application to the Study of Performances of Aeronautical Igniters / Carlos Javier BENITO PAREJO  

Titre : Experimental Characterization of Electrical Discharges and Formation of the Ignition Kernel. Application to the Study of Performances of Aeronautical Igniters Titre original : Caractériasation expérimentale de décharges électriques et de la formation du noyau d'allumage. Application à l'étude des performances d'allumeurs aéronautiques Type de document : thèse Auteurs : Carlos Javier BENITO PAREJO, Auteur ; Julien SOTTON, Directeur de thèse ; Camille STROZZI, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Bruno RENOU, Rapporteur ; Carlo Nazareno GRIMALDI, Rapporteur ; Philippe GILLARD, Examinateur ; Bénédicte CUENOT, Examinateur ; Gabriele DISCEPOLI, Examinateur ; Marc BELLENOUE, Examinateur Importance : 209 p. Note générale : NNT 2019ESMA0021 Acknowledgements Abstract Résumé Resumen Contents List of Figures List of Tables Bilan de thèse (français) Introduction Objectives Thesis Outlines Bibliography Appendices Abstract Keywords Catégories : Aéronautique Allumage Calorimétrie Décharges électriques Moteurs:Combustion Transfert d'énergie Résumé : ELECTRICAL DISCHARGES AND SPARK IGNITION: THEORY AND LITERATURE Theory: Electrical Discharges and Spark Ignition Literature Review Conclusion and Motivations MATERIALS AND EXPERIMENTAL SETUP Electrical Discharge Generation Systems Experimental Setup Design Experimental Setup CALORIMETRY OF ELECTRICAL DISCHARGES FOR PIN-TO-PIN ELECTRODES Introduction Methodology - Constant Volume Calorimetry Measurements in Atmospheric Conditions Measurements: Effects of Varying Pressure and Gas Composition Conclusion OPTICAL CALORIMETRY OF ELECTRICAL DISCHARGES USING SBOS Principles of the Speckle-Based Background-Oriented Schlieren Methodology Validation and Uncertainties. Application to a Reference CO2 Jet in Air Experiments and results Conclusion EXPERIMENTAL CHARACTERIZATION OF DIFFERENT IGNITION SYSTEMS Helicopter Engine Igniter: Calorimetry Helicopter Engine Igniter: SBOS Radio-Frequency Igniter Adaptation Results and Discussion Conclusion CONCLUSION AND PERSPECTIVES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02860055

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Experimental Characterization of Ignition Events in CVC-Like Conditions / Maria Clara DE JESUS VIEIRA  

Titre : Experimental Characterization of Ignition Events in CVC-Like Conditions Titre original : Caractérisation expérimentale des événements d’allumage dans des conditions représentatives de la combustion à volume constant Type de document : thèse Auteurs : Maria Clara DE JESUS VIEIRA, Auteur ; Julien SOTTON, Directeur de thèse ; Camille STROZZI, Directeur de thèse ; Marc BELLENOUE, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Bénédicte CUENOT, Rapporteur ; Simone HOCHGREB, Rapporteur ; Bruno RENOU, Examinateur ; Antonio ANDREINI, Examinateur ; Ward DE PAEPE, Examinateur Année de publication : 2026 Importance : 162 p. Note générale : NNT 2024ESMA0034 Résumé Mots clés Abstract Keywords List of Publications Associated with this Research Acknowledgements Table of Contents List of Figures List of Tables List of Symbols List of Acronyms Résumé de thèse (en Français) References Appendices Catégories : Allumage Avions:Carburants:Consommation Chambres de combustion Flamme Fluorescence induite par laser Moteurs rotatifs Turbines à gaz Vélocimétrie par images de particules Résumé : INTRODUCTION Background and Aims Thesis Structure LITERATURE REVIEW Introduction Combustion Properties Discharge Phenomenology and Premixed Flame Ignition Theory Minimum Ignition Energy (MIE) Stretch, Strain Rates, and Flame Curvature Conclusions MATERIALS AND EXPERIMENTAL SETUP Introduction TUMBLE 2 Combustion Chamber Mixture Selection and Initial Conditions Overview of Experimental Conditions Tested Preliminary Dimensionless Numbers Calculation Associated Flame Diagnostics Conclusions DATA PROCESSING TECHNIQUES FOR PLIF AND PIV IN COMBUSTION STUDIES Introduction Theory and Methodology of Particle Image Velocimetry (PIV) Data Processing Detailed Methodology for Planar Laser-Induced Fluorescence (PLIF) Data Processing Superposition of PLIF Flame Contour on PIV Vector Field Detailed Methodology for Stretch and Strain Rates Calculation Using Probability Density Functions (PFDs) to Display Flame Curvature, Stratch and Strain Rates Conclusion MINIUM IGNITION ENERGY Introduction Electrical Energy Measurement MIE Dtermination Results and Discussion Conclusion LOCAL ANALYSIS OF IGNITION KERNEL: TURBULENCE, CURVATURE, AND STRAIN RATES DYNAMICS Introduction Determination of Flow and Combustion Properties Reference Cases Ignition Kernels Experimental Analysis Conclusion CONCLUSION Conclusion Perspectives En ligne : https://theses.hal.science/tel-05740663

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