Direct Numerical Simulation of a Gaussian acoustic wave interaction with a turbulent premixed flame - 01/01/04
, Dominique Thévenin b 
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Abstract |
The interaction of a Gaussian negative pulse with a H2/O2/N2 turbulent premixed flame is examined using Direct Numerical Simulation (DNS). Transport properties and chemical kinetics are described in a very detailed manner. An extended nonlinear local Rayleighʼs criterion, for laminar as well as turbulent, premixed or nonpremixed flames, is proposed. Situations in which amplification or attenuation occur are listed. Calculations of a turbulent flame are then carried out with and without an acoustic wave and results are recorded at the same time. The influence of acoustic wave/turbulent flame interaction is obtained by a simple difference. It is shown that longitudinal and transverse velocity components are perturbed by the turbulent flame. Moreover, the vorticity induced by the acoustic wave is observed to be weak. Finally, Rayleighʼs criterion shows that wave amplification occurs punctually. To cite this article: A. Laverdant, D. Thévenin, C. R. Mecanique 333 (2005).
Le texte complet de cet article est disponible en PDF.Résumé |
Lʼinteraction dʼune onde négative gaussienne avec une flamme turbulente prémélangée H2/O2/N2 est examinée à lʼaide dʼune simulation directe. Les propriétés de transport et de cinétique chimique sont décrites de manière détaillée. Un critère de Rayleigh étendu au régime non linéaire, valable pour des flammes laminaires aussi bien que turbulentes, prémélangées ou de diffusion, est proposé. Les cas où il y a amplification (atténuation) sont recensés. Des simulations directes de flammes turbulentes sont ensuite effectuées avec et sans perturbations acoustiques. Les résultats sont stockés aux mêmes instants. Par simple soustraction, il est possible dʼobtenir lʼinfluence de la flamme turbulente sur le comportement de lʼonde acoustique. Il est montré que les composantes de vitesse longitudinale et transversale sont perturbées par la flamme turbulente. En outre, la vorticité induite par le transport de lʼonde acoustique est faible. Finalement, le critère de Rayleigh montre que lʼamplification de lʼonde est locale et située dans des zones de petites dimensions. Pour citer cet article : A. Laverdant, D. Thévenin, C. R. Mecanique 333 (2005).
Le texte complet de cet article est disponible en PDF.Keywords : Computational fluid mechanics, Combustion instability, Rayleighʼs criterion, Turbulent premixed flame
Mots-clés : Mécanique des fluides numérique, Instabilité de combustion, Critère de Rayleigh, Flamme turbulente prémélangée
Plan
Vol 333 - N° 1
P. 29-37 - janvier 2005 Retour au numéro
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