Issue |
Mécanique & Industries
Volume 5, Number 5, Septembre-Octobre 2004
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Page(s) | 607 - 612 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/meca:2004063 | |
Published online | 19 November 2004 |
Simulation numérique directe de flammes de diffusion laminaires en microgravité
Direct numerical simulation of a laminar diffusion flame in micro-gravity environment
Laboratoire de Combustion et de Détonique, CNRS UPR 9028-E.N.S.M.A., Université de Poitiers, 86960 Futuroscope Cedex, France
Auteur de correspondance : wang@lcd.ensma.fr
Reçu :
25
Septembre
2003
Accepté :
20
Janvier
2004
Une étude numérique est effectuée sur des brûleurs poreux qui simulent la combustion d'un combustible solide ou liquide. L'air et un mélange contenant 30 % d'O2 et 70 % N2 sont utilisés comme oxydant à des vitesses d'injection de 2,7 à 4 cm.s-1 correspondant aux systèmes de conditionnement d'air des vaisseaux spatiaux. Le système des équations de Navier-Stokes et des équations de conservation des espèces est résolu par la simulation numérique directe. L'approche numérique est centrée sur l'influence du champ gravitationnel sur la géométrie de la flamme, les limites d'extinction et le transfert de chaleur de la flamme vers la surface du brûleur. Les résultats du modèle indiquent que l'état stationnaire en phase gazeuse soit atteint au bout de 2,5 s, correspondant à l'observation expérimentale.
Abstract
A numerical investigation of a laminar diffusion flame established over a horizontal flat plate in micro-gravity environment is described. Fuel is injected through the burner and the oxidiser in a range of oxygen concentration from 23 to 30% is provided by a forced flow parallel to the surface at two velocities of 2.6 and 4 cm.s-1. The three dimensional, time-dependent Navier-Stokes equations are solved using a finite difference method. Direct Numerical Simulation (DNS) is used to simulate the transition process of a laminar diffusion flame in micro-gravity environment. It is observed that after the imposition of the micro-gravity, the transition time is about 2.5 s for reducing an oscillated reacting flow to a forced boundary layer one. The model results reflect the qualitative features of the experiments.
Mots clés : Flamme de diffusion laminaire / simulation numérique directe / micro-gravité / flux thermique / processus transitoire
Key words: Laminar diffusion flame / direct numerical simulation / micro-gravity / heat flux / transition process
© AFM, EDP Sciences, 2004
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