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Simulation numérique directe de flammes diphasiques

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Niveau requis : Ecole d'ingénieur et/ou Master 2
Date de début : 1 février 2017
Durée de la mission : 6 mois
Rémunération : 650,00 €/mois

La simulation numérique des chambres de combustion aéronautiques et automobiles de nouvelle génération est devenue une étape incontournable pour l’amélioration des performances du moteur. L’une des principales difficultés réside aujourd’hui dans la modélisation de l’injection de carburant sous forme liquide, qui complexifie considérablement la structure des flammes. Elles présentent à la fois des régimes de flamme de prémélange et de diffusion en phase gazeuse, ainsi que des régimes de combustion de gouttes, isolées ou en groupe, ce qui complexifie notablement leur simulation et leur modélisation (Figure 1).

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Figure 1: Simulation LES Euler-Lagrange d’une flamme diphasique n-heptane-air (F. Shum-Kivan et al. Proc. Comb. Inst. 2016).

L’objectif de ce stage est d’utiliser la technique de Simulation Numérique Directe qui résout toutes les échelles de la turbulence pour la phase gazeuse couplée à un suivi lagrangien des gouttes de carburant pour calculer une configuration académique de flamme à contre-courant diphasique, mesurée au laboratoire EM2C de l’Ecole Centrale Paris, afin d’une part de comparer les résultats de simulation aux mesures, et d’autre part d’analyser en détail la structure de ces flammes diphasiques.

 

Description du travail proposé :

Ce stage est proposé dans le cadre du projet NEXTFLAME financé par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) et soutenu par SAFRAN. Les étapes du stage sont donc les suivantes :

  • Etude bibliographique sur les flammes diphasiques
  • Prise en main du code AVBP et en particulier du solveur Lagrangien via simulation de cas tests existants
  • Mise en place d’une configuration de flamme diphasique à contre-courant (Figure 2) et simulations DNS Euler-Lagrange
  • Comparaison avec les mesures et analyse de la structure de flamme

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Figure 2 : Photo de la configuration de flamme diphasique à contre-courant mesurée au laboratoire EM2C dans le cadre du projet ANR NEXTFLAME.

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