Contribution à la simulation numérique d'écoulements turbulents compressibles canoniques / Radouan BOUKHARFANE  

Titre : Contribution à la simulation numérique d'écoulements turbulents compressibles canoniques Type de document : thèse Auteurs : Radouan BOUKHARFANE, Auteur ; Arnaud MURA, Directeur de thèse ; Zakaria BOUALI, Directeur de thèse ; Serge SIMOËNS, Rapporteur ; Abdellah HADJADJ, Rapporteur ; Françoise BATAILLE, Examinateur ; Michel GONZALEZ, Examinateur ; Stéphane JAMME, Examinateur Importance : 259 p. Note générale : NNT 2018ESMA0003 Remerciements Table des matières Nomenclature annexes Bibliographie Résumé Mots clés Catégories : Compressibilité Dynamique des fluides Ecoulement visqueux Méthode des frontières immergées Reynolds, Nombre de Runge-Kutta, Méthode de Simulation par ordinateur Statoréacteurs à combustion supersonique Résumé : INTRODUCTION Contexte industriel Contexte de recherche Objectifs de la thèse Organisation du manuscrit ÉQUATIONS DE CONSERVATION POUR LES ÉCOULEMENTS GAZEUX RÉACTIFS Hypothèses et cadre du travail Équations de conservation de l'aérothermochime Propriétés thermochimiques des mélanges Cinétique chimique et taux de réaction Propriétés du transport détaillé Lois simplifiées de transport PRÉSENTATION ET PRISE EN MAIN DE CREAMS Outils numériques Conditions aux limites non-réfléchissantes et absorbantes Cas test numériques ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE DES MÉTHODES DE FRONTIÈRES IMMERGÉES Position du problème Forçage continu Forçage discret Avantages et inconvénients de chaque classe d'IMB MÉTHODE DE FRONTIÈRES IMMERGÉES MISE AU POINT Mise en œuvre numérique de la méthode Validation de la méthode IBM développée INITIALISATION ET PARAMÈTRES DE LA SIMULATION DNS Turbulence homogène isotrope État de l'art des travaux antérieurs Génération des conduites initiales de turbulence Aspects numériques de la simulation directe RÉSULTATS DE LA SIMULATION NUMÉRIQUE DIRECTE POUR L'INTERACTION CHOC-TURBULENCE Vérification de la simulation numérique directe Énergie cinétique turbulente Évaluation de l'enstrophie Structure locale de la turbulence Évolution des échelles de longueur INTERACTION CHOC-SCALAIRE PASSIF Description des configurations étudiées Phénoménologie du mélange scalaire passif en présence de choc Gradient instantané du scalaire et dissipation scalaire Similitudes entre le vecteur de vorticité et le gradient scalaire Effets des statistiques de λ2 sur le champ scalaire Intermittence du champ scalaire IMPACT DE LA VISCOSITÉ VOLUMIQUE SUR UNE COUCHE DE MÉLANGE IMPACTÉE PAR CHOC Notion de viscosité volumique Propriétés générales des couches de mélange Caractéristiques du mélange étudié Couches de mélange impactées par un choc oblique : cas bidimensionnel Couches de mélange impactées par un choc oblique : cas tridimensionnel CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01878795

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Modélisation d'un foyer à combustion supersonique : simulations RANS et LES, comparaisons aux résultats expérimentaux / Guillaume PELLETIER

Titre : Modélisation d'un foyer à combustion supersonique : simulations RANS et LES, comparaisons aux résultats expérimentaux Type de document : thèse Auteurs : Guillaume PELLETIER, Auteur ; Arnaud MURA, Directeur de thèse ; Marc FERRIER, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Abdellah HADJADJ, Rapporteur ; Ronan VICQUELIN, Rapporteur ; Nabiha CHAUMEIX, Examinateur ; Daniel MIRA MARTINEZ, Examinateur ; Vladimir SABEL'NIKOV, Examinateur ; Frédéric PLOURDE, Examinateur Importance : 195 p. Note générale : NNT 2022ESMA0012 Remerciements Nomenclature Table des matières Annexe Bibliographie Résumé Mots clés Catégories : Chambres de combustion Compressibilité Hydrogène (combustible) Jets pariétaux Mélange Rugosité Simulation des grandes échelles Statoréacteurs à combustion supersonique Résumé : CONSULTABLE SUR L'ENT DE L'ISAE-ENSMA ET SUR LE WEB À PARTIR DU 31 DÉCEMBRE 2024

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Modélisation et simulation de la combustion dans les écoulements rapides. Applications aux superstatoréacteurs / Yann MOULE  

Titre : Modélisation et simulation de la combustion dans les écoulements rapides. Applications aux superstatoréacteurs Type de document : thèse Auteurs : Yann MOULE, Auteur ; Arnaud MURA, Directeur de thèse ; Vladimir SABEL'NIKOV, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Abdellah HADJADJ, Rapporteur ; Rainer WALTHER, Rapporteur ; Michel CHAMPION, Examinateur ; Dominique SCHERRER, Examinateur Année de publication : 2013 Importance : 196 p. Note générale : NNT 2013ESMA0003 Remerciements Résumé Mots clés Table des matières Introduction Annexes Références Catégories : Aérodynamique supersonique Combustion Simulation par ordinateur Statoréacteurs à combustion supersonique Résumé : MODELES PHYSIQUES ET NUMERIQUES Equations de l'aérothermochimie Modèles de combustion turbulente Méthodes numériques de résolution Stabilisation par auto-allumage et modélisation VALIDATION DE LA MODELISATION UPaSR Etude préliminaire de la flamme de Cheng APPLICATION TO SCRAMJET ENGINES Introduction to Scramjet Engines Presentation of a Mach 12 REST Scramjet Engine Numerical Investigation of RESTM12 CONCLUSION ET PERSPECTIVES En ligne : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00802265

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Numerical Simulation of Turbulent Combustion in Situations Relevant to Scramjet Engine Propulsion / Fábio Henrique EUGÊNIO RIBEIRO  

Titre : Numerical Simulation of Turbulent Combustion in Situations Relevant to Scramjet Engine Propulsion Titre original : Simulation numérique de la combustion turbulent dans des situations génériques représentatives à la propulsion d’un super-statoréacteur (Scramjet) Type de document : thèse Auteurs : Fábio Henrique EUGÊNIO RIBEIRO, Auteur ; Arnaud MURA, Directeur de thèse ; Vincent ROBIN, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Fabien HALTER, Rapporteur ; Xue-Song BAI, Rapporteur ; Vladimir SABEL'NIKOV, Examinateur ; Valéria LEITE, Examinateur ; Véronique FORTUNÉ, Examinateur Note générale : NNT 2019ESMA0001 Acknowledgements Table of Contents List of Tables List of Figures Symbols and Abbreviations Résumé en français Appendices Bibliography Abstract Keywords Catégories : Chambres de combustion Compressibilité Hydrogène (combustible) Jets pariétaux Mélange Méthode des frontières immergées Simulation des grandes échelles Statoréacteurs à combustion supersonique Turbulence Résumé : INTRODUCTION SCRAMJET ENGINES Historical Overview Technical Overview NUMERICAL METHODS Governing Equations Filtered Navier-Stokes Equations CREAMS Solver IMMERSED BOUNDARY METHOD General Introduction Continuous Forcing Method (CFM) Discrete Forcing Method (DFM) Implementation Verification and Validation Test Cases UNSTEADY PARTIALLY STIRRED REACTOR Description of the Model Residence Time Influence Sesitivity Analysis of the Steady-State Solutions Preliminary Comparison Between the PSR and the U-PaSR Models NON-REACTIVE SIMULATIONS Numerical Setup Computational Resolution and Statistical Convergence COmputational Results REACTIVE SIMULATIONS Numerical Setup Temperature Influence on the Flame Structure Computational Results CONCLUSIONS AND PERSPECTIVES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02082214

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Simulation aux grandes échelle implicite et explicite de la combustion supersonique / Anthony TECHER  

Titre : Simulation aux grandes échelle implicite et explicite de la combustion supersonique Type de document : thèse Auteurs : Anthony TECHER, Auteur ; Arnaud MURA, Directeur de thèse ; Guillaume LEHNASCH, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Luis Fernando FIGUEIRA DA SILVA, Rapporteur ; François-Xavier DEMOULIN, Rapporteur ; Pierre BOIVIN, Examinateur ; Nabiha CHAUMEIX, Examinateur ; Forman, Arthur WILLIAMS, Examinateur ; Michel CHAMPION, Examinateur Importance : 209 p. Note générale : NNT 2017ESMA0020 Remerciements Table des matières Nomenclature Annexes Bibliographie Résumé Mots clés Catégories : Compressibilité Dynamique des fluides Hydrogène Jets pariétaux Runge-Kutta, Méthode de Simulation des grandes échelles Simulation par ordinateur Statoréacteurs à combustion supersonique Résumé : INTRODUCTION Contexte industriel : propulsion aéronautique et spatiale Contexte de recherche : simulation de la combustion à grande vitesse Objectifs et organisation du manuscrit EQUATIONS GENERALES DU PROBLEME Thermo-chimie du mélange gazeux Modélisation de la chime Equations de Nvier-Stokes pour un milieu compressible réactif Flux moléculaires détaillés Flux moléculaires simplifiés Coefficient de transport multi-espèces MODELISATION DE LA TURBULENCE Opérateur de filtrage Equations de Navier-Stokes compressibles réactifs filtrées Flux moléculaires et coefficients de transport simplifiés résolus Traitement en terme de sous-maille Modélisation des termes de sous-maille pour l'écoulement Ecoulements pariétaux en LES Statistique en LES Méthodes numériques : code CREAMS STRUCTURES DE FLAMMES ET LEUR REPRESENTATION Flamme laminaire prémélangée Flamme laminaire de diffusion Introduction à la combustion turbulente et sa modélisation Modèle PSR / quasi-laminaire / Arrhenius / ILES / "No model" Développement en série de Taylor du terme source chimique Modèle intermittent Lagrangien Régimes et diagrammes de combustion turbulente JUSCF : ANALYSE GENERALE DE L'ECOULEMENT INERTE Description générale de l'écoulement Domaines et maillages retenus Conditions aux limites de l'écoulement Simulations aux grande échelles inerte du JISCF Conclusions MODELISATION DE LA VARIANCE SCALAIRE DE SOUS-MAILLE Equation pour la variance de sous-maille d'un scalaire passif Modélisation des termes de sous-maille pour le scalaire passif Récapitulatif des équations de transport fermées Méthodes de reconstruction de la variance de sous-maille Etude préliminaire des différents modèles de variance de sous-maille Paramètres des simulations Conclusions LES REACTIVE DU JISCF BASEE SUR LE MODELE PSR Introduction et éléments de bibliographie Paramètres de simulation Dynamique de l'écoulement réactif et structure de flamme Analyse globale des grandeurs moyennes Analyse des régimes de combustion rencontrés dans le JISCF Conclusion PERSPECTIVES ET CONCLUSIONS Modèle hybride de combustion turbulente LES réactive du JISCF basée sur un modèle hybride de combustion turbulente Conclusions générales Perspectives générales En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01685495

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