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Thèse Romain Garby 5 juin

23 mai 2013

Étude numérique de la stabilisation de flamme et des instabilités de combustion dans les systèmes de propulsion à haute pression
Mercredi 5 juin à 14h, amphithéâtre Nougaro

résumé :
Cette thèse se focalise sur la compréhension et la prédiction des instabilités de combustion dans les systèmes à haute pression. Elle s’oriente autour de la simulation numérique d’un banc d’essai, créé à l’université de Purdue, comprenant un injecteur caractéristique des moteurs-fusées et dont les propriétés acoustiques peuvent varier à l’aide d’un tube d’injection mobile. Une méthode d’initialisation et d’allumage adaptée aux calculs LES de chambres de combustions terminées par une tuyère est présentée. Un point de fonctionnement instable est choisi pour étudier le mécanisme de l’instabilité. Les simulations sont ensuite comparées aux résultats expérimentaux en terme de fréquence et structure du mode instable. La fonction de transfert de flamme est calculée à l’aide du modèle n-tau puis implémentée dans un solveur acoustique (ne résolvant que les perturbations acoustiques à partir de l’équation de Helmholtz en écoulement réactif). Différents modèles d’impédance de tuyère, extraits de la littérature, sont comparés et leurs impacts sur les résultats de stabilité sont analysés. Enfin, Le théorème d’impédance translatée est implémenté dans le solveur acoustique pour analyser, à faible coût de calcul, l’influence de la variation de la longueur du tube d’injection. Des écarts entre les fréquences prédites et celles trouvées expérimentalement subsistent mais la carte de stabilité de l’expérience est bien reproduite.

Composition du jury :

  • Sébastien Ducruix - EM2C, Ecole Centrale, Paris - Rapporteur
  • Mauro Valorani - DIMA, Université la Sapienza, Rome - Rapporteur
  • Franck Nicoud - I3M, Université de Montpellier - Membre
  • Gérard Ordonneau - DEFA, ONERA, Chatillon - Membre
  • Thierry Poinsot - IMFT - Directeur
  • Laurent Selle - IMFT - Co-directeur

    Thèse INPT