Schémas numériques et conditions limites pour la simulation aux grandes échelles de la combustion diphasique dans les foyers d'hélicoptère
Institution:
Toulouse, INPTDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Large Eddy Simulation is a powerful and promising tool to better understand and control thermo-acoustic instabilities occuring in industrial gas turbines. This thesis first describes a strategy to simulate two-phase turbulent reactive flows in complex geometries. A fine description of different convection numerical schemes is then supplied. Theoretical and practical error analysis are realized. Special attention is paid for the discretizations and boundary conditions at the computational domain borders. ONERA experimental burner is used to validate and evaluate these numerical methods. Eventually, three methodologies to determinate section varying ducts acoustic impedances are presented and analyzed. They provide inlet and outlet boundary conditions for industrial burners, especially for acoustic eigenmodes computations.
Abstract FR:
La Simulation aux grandes échelles est un outil présentant un grand potentiel pour une meilleure compréhension des instabilités thermo-acoustiques se produisant dans les chambres de combustion. Cette thèse présente tout d'abord une stratégie de description de la combustion turbulente et diphasique dans les géométries complexes. Une étude approfondie de différents schémas numériques de convection est ensuite réalisée. Des calculs théoriques et pratiques d'erreurs sont mis en oeuvre. Une attention particulière est portée aux discrétisations aux bords du domaine de calcul ainsi qu'au type de conditions limites choisi. La chambre de combustion du banc expérimental MERCATO de l'ONERA sert à valider et à évaluer ces stratégies numériques. On décrit et on analyse enfin trois méthodes de détermination des impédances acoustiques de conduits à section variable. Celles-ci permettent de caractériser les conditions limites d'entrée et de sortie des brûleurs industriels.