La modélisation et le calcul de la combustion turbulente : problèmes généraux et solutions partielles

ESM2-IRPHE CNRS et Université de la Méditerranée, Marseille, France

Résumé

Les chambres de combustion et les brûleurs industriels sont de plus en plus conçus en faisant appel à des calculs prévisionnels des champs de vitesse, de température, et de toutes les caractéristiques intéressantes. Ce type de calcul pose des problèmes de modélisation très difficiles mais très intéressants, d'autant plus que dans la très grande majorité des cas l'écoulement y est turbulent. Nous décrivons ici d'abord les problèmes posés par la modélisation de la ``combustion turbulente'', en la présentant comme une généralisation de la modélisation de la turbulence classique. Les modèles les plus simples, reliés au cas où on peut supposer que les réactions chimiques sont très rapides devant la dynamique des gaz, sont décrits ensuite, et l'on remarque que les taux de réaction moyens ne sont plus alors contrôlés par la chimie, mais par le mélange turbulent des gaz. Enfin on décrit les grandes lignes d'une méthode récente de modélisation statistique Lagrangienne-Eulérienne qui permet de considérer les cas où les réactions chimiques ne sont pas forcément très rapides, et on donne des exemples d'application.