Médecine

Paramédical

Autres domaines


S'abonner

The “turbulent flame speed” of wrinkled premixed flames - 05/12/12

Doi : 10.1016/j.crme.2012.10.031 
Moshe Matalon a, , Francesco Creta b
a University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, IL 61801, USA 
b University of Rome La Sapienza, 00185 Roma, Italy 

Corresponding author.

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’accès au texte intégral de cet article nécessite un abonnement.

pages 14
Iconographies 0
Vidéos 0
Autres 0

Abstract

The determination of the turbulent flame speed is a central problem in combustion theory. Early studies by Damköhler and Shelkin resorted to geometrical and scaling arguments to deduce expressions for the turbulent flame speed and its dependence on turbulence intensity. A more rigorous approach was undertaken by Clavin and Williams who, based on a multi-scale asymptotic approach valid for weakly wrinkled flames, derived an expression that apart from a numerical factor recaptures the early result by Damköhler and Shelkin. The common denominator of the phenomenological and the more rigorous propositions is an increase in turbulent flame speed due solely to an increase in flame surface area. Various suggestions based on physical and/or experimental arguments have been also proposed, incorporating other functional parameters into the flame speed relation. The objective of this work is to extend the asymptotic results to a fully nonlinear regime that permits to systematically extract scaling laws for the turbulent flame speed that depend on turbulence intensity and scale, mixture composition and thermal expansion, flow conditions including effects of curvature and strain, and flame instabilities. To this end, we use a hybrid Navier–Stokes/front-capturing methodology, which consistently with the asymptotic model, treats the flame as a surface of density discontinuity separating burned and unburned gases. The present results are limited to positive Markstein length, corresponding to lean hydrocarbon–air or rich hydrogen–air mixtures, and to wrinkled flames of vanishingly small thickness, smaller that the smallest fluid scales. For simplicity we have considered here two-dimensional turbulence, which although lacks some features of real three-dimensional turbulence, is not detrimental when using the hydrodynamic model under consideration, because the turbulent flame retains its laminar structure and its interaction with turbulence is primarily advective/kinematic in nature.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Turbulent flame speed, Darrieus–Landau instability, Premixed flames, Wrinkled flames, Flamelets, Markstein length, Flame stretch


Plan

Plan indisponible

 This article is dedicated to Paul Clavin for his distinctive contributions to flame theory, on the occasion of his 70th birthday.


© 2012  Académie des sciences. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Ajouter à ma bibliothèque Retirer de ma bibliothèque Imprimer
Export

    Export citations

  • Fichier

  • Contenu

Vol 340 - N° 11-12

P. 845-858 - novembre 2012 Retour au numéro
Article précédent Article précédent
  • Initiation of reactive blast waves by external energy sources
  • Amable Liñán, Vadim N. Kurdyumov, Antonio L. Sánchez
| Article suivant Article suivant
  • On the scaling of the mean length of streamline segments in various turbulent flows
  • Philip Schäfer, Markus Gampert, Norbert Peters

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’accès au texte intégral de cet article nécessite un abonnement.

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’achat d’article à l’unité est indisponible à l’heure actuelle.

Déjà abonné à cette revue ?

;

Mon compte


Plateformes Elsevier Masson

Déclaration CNIL

EM-CONSULTE.COM est déclaré à la CNIL, déclaration n° 1286925.

En application de la loi nº78-17 du 6 janvier 1978 relative à l'informatique, aux fichiers et aux libertés, vous disposez des droits d'opposition (art.26 de la loi), d'accès (art.34 à 38 de la loi), et de rectification (art.36 de la loi) des données vous concernant. Ainsi, vous pouvez exiger que soient rectifiées, complétées, clarifiées, mises à jour ou effacées les informations vous concernant qui sont inexactes, incomplètes, équivoques, périmées ou dont la collecte ou l'utilisation ou la conservation est interdite.
Les informations personnelles concernant les visiteurs de notre site, y compris leur identité, sont confidentielles.
Le responsable du site s'engage sur l'honneur à respecter les conditions légales de confidentialité applicables en France et à ne pas divulguer ces informations à des tiers.