Combustion
COMBUSTION
La recherche sur la combustion implique l'étude complexe d'une réaction chimique entre plusieurs substances. La vitesse à laquelle les substances se combinent est très élevée en raison de l'énergie qui est générée par la combinaison de l'oxygène et de la chaleur ou de la flamme. L'étude de la combustion repose sur des connaissances en chimie, en physique et en mécanique. La recherche sur la combustion est utilisée dans un large éventail d'applications, notamment les essais de moteurs dans l'industrie automobile et les essais de fusées et de moteurs à réaction dans l'industrie aérospatiale.
Allumage par train d'impulsions avec bougies d'allumage laser à commutation passive de Q
La combustion plus pauvre et le downsizing sont deux concepts recherchés par les développeurs de moteurs pour réduire la consommation de carburant et les émissions. Ces deux approches entraînent des difficultés croissantes en matière d'allumage, car ces concepts sont généralement associés à une augmentation de la vitesse d'écoulement et du degré de turbulence, ainsi qu'à une augmentation de la pression au moment de l'allumage. Dans ce contexte, l'utilisation de bougies d'allumage laser miniaturisées à commutation Q passive avec allumage par train d'impulsions est considérée comme une alternative prometteuse aux bougies d'allumage conventionnelles.
Étude expérimentale d'une flamme turbulente stratifiée à prémélange pauvre méthane/air à faible tourbillonnement
Des mesures simultanées de fluorescence planaire induite par laser (PLIF) de CH2O à haut taux de répétition (3 kHz) et de vélocimétrie par image de particules (PIV) ont été effectuées dans des flammes prémélangées méthane/air stratifiées turbulentes à faible tourbillon pour étudier l'évolution spatiale et temporelle à grande échelle de la flamme et de la dynamique de l'écoulement. De plus, des PLIF de OH et CH2O à un faible taux de répétition (10Hz) ont été réalisées pour étudier l'effet global du rapport d'équivalence, ϕ, sur la flamme. Un brûleur à faible tourbillon a été utilisé pour stabiliser une large gamme de flammes, allant de flammes maigres proches de la trempe à des flammes proches de la stœchiométrie avec ϕ = 0,9. Les flammes présentent une structure de flammelet laminaire dans le front d'attaque et une structure de flamme épaissie avec une trempe locale au bord de fuite. Des données statistiques détaillées sont obtenues, y compris le champ de vitesse, l'emplacement moyen de la flamme, l'épaisseur de la couche de préchauffage, l'épaisseur de la brosse de la flamme et la densité de la surface de la flamme. Ces données fournissent une base de données utile pour la comparaison des simulations de modèles de combustion. Les résultats révèlent un comportement intéressant de la flamme ; selon le rapport d'équivalence, l'interaction à grande échelle entre la flamme et le champ d'écoulement prend différentes formes.
Simulation de porte-flammes de type Bluff-body : Sur l'utilisation de la décomposition orthogonale appropriée pour la validation de la dynamique de la combustion
Les outils contemporains d'expérimentation et de modélisation informatique des écoulements réactifs instationnaires ouvrent de nouvelles possibilités de compréhension technique des phénomènes dynamiques. Dans le travail présenté ici, une nouvelle utilisation de la décomposition orthogonale appropriée (POD) est décrite pour valider la structure des caractéristiques dominantes de dégagement de chaleur et d'écoulement dans la flamme, la couche de cisaillement et le sillage d'une flamme stabilisée par un corps de bluff. Un processus de validation général est présenté, qui implique une comparaison des résultats expérimentaux et de calcul, en commençant par les statistiques moyennes à point unique, puis en s'étendant aux modes dynamiques des données en utilisant la POD pour réduire l'ensemble des instantanés du champ d'écoulement. Les résultats démontrent l'utilisation de cette technique en l'appliquant à des simulations de grands tourbillons de l'expérience de combustion prémélangée stabilisée par corps de bluff.