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Comparison of transported scalar PDF and velocity-scalar PDF approaches to ‘Delft flame III' - 13/02/08

Doi : 10.1016/j.crme.2006.07.007 
Dirk Roekaerts a, , Bart Merci b , Bertrand Naud c
a Department of Multi-Scale Physics, Delft University of Technology, Lorentzweg 1, NL-2628 CJ Delft, The Netherlands 
b Department of Flow, Heat and Combustion Mechanics, Ghent University - UGent, B-9000 Ghent, Belgium 
c CIEMAT, Avda. Complutense, 22, 28040 Madrid, Spain 

Corresponding author.

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Abstract

Numerical simulation results are presented for the turbulent piloted jet diffusion flame Delft Flame III'. In this flame, which is one of the target flames of the International Workshop on Measurements and Computations of Turbulent Nonpremixed Flames (TNF), effects of turbulence-chemistry interaction are strong and modelling the turbulence-chemistry interaction is a challenge. After an outline of the theoretical framework, a comparison is presented of results with on the one hand the velocity-scalar transported probability density function (PDF) approach with reduced chemistry (ILDM) and on the other hand the scalar PDF approach with detailed chemistry (C1-mechanism). The same micromixing model (modified coalescence-dispersion model, CD) is used in both studies. The reasons for the significantly better prediction of the mean temperature field by the scalar PDF calculations are discussed. Results of other micromixing models are briefly mentioned. To cite this article: D. Roekaerts et al., C. R. Mecanique 334 (2006).

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Des résultats de simulation numérique sont présentés pour la flamme de diffusion pilotée « Delft III ». Dans cette flamme, qui constitue lʼun des cas tests pour le International Workshop on Measurements and Computations of Turbulent Nonpremixed Flames (TNF), les effets de lʼinteraction entre la turbulence et les processus liés à la chimie sont forts et la modélisation de ces interactions constitue donc un challenge. Après avoir exposé le contexte théorique, nous présenterons la comparaison des résultats obtenus avec dʼune part une approche basée sur lʼéquation dʼévolution de la densité de probabilité (PDF) jointe vitesse-scalaire associée à un schéma chimique réduit (ILDM) et dʼautre part une approche basée sur la PDF du scalaire associée à un schéma chimique détaillé (mécanisme C1). Le même modèle de micro-mélange (modèle modifié de dispersion-coalescence, CD) est utilisé dans les deux approches. Les raisons qui conduisent à une amélioration considérable du champ de température moyenne lorsque lʼon effectue des calculs basés sur la PDF du scalaire sont discutées. Les résultats obtenus avec dʼautres modèles de micro-mélange sont brièvement mentionnés. Pour citer cet article : D. Roekaerts et al., C. R. Mecanique 334 (2006).

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Turbulence, Combustion, Turbulent combustion modeling, Micromixing, Probability density functions

Mots-clés : Turbulence, Combustion, Modèles de combustion turbulente, Micro-mélange, Densités de probabilité


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Vol 334 - N° 8-9

P. 507-516 - août-septembre 2006 Retour au numéro
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