Méthodes hybrides RANS/SGE pour la déflagration : passage à l'échelle industrielle
Laboratoire d'accueil : Laboratoire de l'incendie et des explosions (LIE)
Date de début de thèse : 2025
Nom du doctorant : Ilan NADAUD
Résumé
Depuis quelques années, les modèles hybrides RANS/LES émergent pour les écoulements non-réactifs, mais restent toutefois peu nombreux pour les flammes de prémélange [1]. Ces derniers consistent le plus souvent en une « simple » application des modèles hybrides non-réactifs au cas réactif et sont de ce fait peu adaptés à la phénoménologie des explosions. Une approche hybride originale s'inspirant de l'approche DES (Detached Eddy Simulation) [2] a été mis développée dans le cadre de la thèse de Dorian Trabichet [3]. L'approche SGE est utilisée dans les zones où une modélisation fine de la turbulence est essentielle pour décrire la propagation du front de flamme (par exemple derrière les obstacles dans le cadre d'une déflagration dans un milieu obstrué), l'approche RANS est quant à elle utilisée partout ailleurs.
Les échanges entre les énergies cinétiques turbulentes résolue et modélisée à l'interface RANS/SGE sont effectuées par l'ajout de termes sources/puits dans les équations moyennées/filtrées de l'écoulement [4]. Le modèle de combustion utilisé en SGE et basé sur une approche de type flamme épaissie est adapté à la modélisation RANS [5]. L'approche hybride a été utilisée seulement sur des configurations académiques [3].
L'objectif de la thèse proposée est d'améliorer cette modélisation afin d'obtenir une approche prédictive capable de traiter des cas à l'échelle industrielle avec un coût en temps de calcul raisonnable.
[1] B. Chaouat. The State of the Art of Hybrid RANS/LES Modeling for the Simulation of Turbulent Flows. Flow Turbulence Combust, 2017
[2] A. Travin, M. Shur, M. Strelets, and P. R. Spalart. Physical and Numerical Upgrades in the Detached-Eddy Simulation of Complex Turbulent Flows. In Advances in LES of Complex Flows, 2002.
[3] D. trabichet. Development of a hybrid RANS/LESmethodology for deflagration. Technical report, ASNR, 2024.
[4] M. David, M. Mehta, and R. Manceau. On the feasibility of a self-adaptive strategy for hybrid RANS/LES based on physical criteria and its initial testing on low Reynolds number backward-facing step flow. Flow, Turbulence and Combustion, 2024.
[5] T. Butler and P. O'Rourke. A numerical method for two dimensional unsteady reacting flows. In Symposium (International) on Combustion, 1977.