Simulation numérique des flammes

Abstract

Résumé L’objectif de ce travail est la simulation numérique des différentes flammes qui existent, prémélangée, partiellement prémélangée et non-prémélangée, pour but d’étudier leurs comportements dans les chambres de combustion, et de connaître quels sont les paramètres et les facteurs sur lesquels on peut jouer pour minimiser l’émission de polluants, et aussi pour éviter les instabilités des flammes. Premièrement, on a fait deux simulations pour deux types des flammes, prémélangée et partiellement prémélangée du propane avec l’air, en utilisant le modèle de turbulence k-ε qui est le plus répandu. Dans ces deux simulations on a varié la richesse pour savoir son influence sur l’évolution de la flamme. Deuxièmement, on a fait une simulation d’une flamme non-prémélangée de hydrogène dans l’air en utilisant le modèle k-ε et la PDF, afin d’étudier la production de polluant mono-oxyde d’azote. Les résultats des calculs numériques obtenus pour ces trois simulations sont comparés aux résultats expérimentaux existants. Enfin, on a constaté une bonne reproduction de la réalité.

Abstract The objective of this work is the numerical simulation of the various flames which exist, premixed, partially premixed and not-premixed, for goal to study their behaviors in the combustion chambers, and to know which are the parameters and the factors on which we can play to minimize the emission of pollutants, and also to avoid instabilities of the flames. Firstly, we made two simulations for two types of the flames, premixed and partially premixed propane with the air, by using the k-ε model of turbulence which is most widespread. In these two simulations we varied the richness to know his influence on the evolution of the flame. Secondly, we made a simulation of a not- premixed flame of hydrogen in the air by using the k-ε model and the PDF, in order to study the production of pollutant mono-oxide of nitrogen. The results of the numerical calculations obtained for these three simulations are compared with the existing experimental results. Lastly, a good reproduction of reality was noted.