a) Objectifs de l'Unité d'Enseignement
Donner les connaissances théoriques et fondamentales nécessaires à la compréhension et l’analyse des écoulements turbulents réactifs rencontrés dans les différents modes de propulsion et machines.
Acquérir les notions fondamentales en combustion, à savoir : Equations de bilan avec processus de combustion ; Transport de masse et d’énergie ; Flammes laminaires (prémélange, diffusion) ; Combustion turbulente ; Cinétique chimique de la combustion (mécanismes élémentaires, mécanismes de formation des polluants, schémas cinétiques, réduction de modèles cinétiques). Equations générales de l’Aérothermochimie.
b) Contenu de l’Unité d’Enseignement
PARTIE I : EQUATIONS THERMOMECANIQUES
CHAPITRE 0 : RAPPELS UTILES DE MECANIQUE DES FLUIDES : Descriptions du mouvement du point de vue eulérien et lagrangien - Théorème d’Ostrogradsky - Equations de conservation de la masse et de la quantité de mouvement - Théorème de Cauchy – Introduction du tenseur des contraintes
CHAPITRE 1 : ETABLISSEMENT DES EQUATIONS (DE L’INCOMPRESSIBLE AU MULTIESPECE REACTIF) : Equations de conservation - Flamme de diffusion et flamme de prémélange - Classification sommaire des flammes Description d’un processus de combustion
CHAPITRE 2 : DESCRIPTION STATISTIQUE DE LA TURBULENCE : Caractéristiques des écoulements turbulents – Echelles caractéristiques et théorie de Kolmogorov - Positionnement des opérateurs « moyenne » par rapport aux approches RANS et LES - Etablissement des équations de Reynolds pour le cas incompressible
CHAPITRE 3 : MODELES DE TURBULENCE USUELLEMENT CONSIDERES DANS LE CADRE DES ECOULEMENTS TURBULENTS GENERAUX ET DE COUCHE LIMITE : Bilan énergétique pour les écoulements turbulents – Etablissement de l’équation pour l’énergie cinétique turbulente.
CHAPITRE 4 : DESCRIPTION STATISTIQUE DES ECOULEMENTS TURBULENTS COMPRESSIBLES – MULTIESPECE REACTIF ET COMBUSTION TURBULENTE : Extension des équations RANS à la caractérisation des écoulements turbulents et réactifs
PARTIE II : CINETIQUE DES MILIEUX REACTIFS
CHAPITRE 1 : RAPPELS : Application des principes de thermodynamique aux réactions chimiques : Description d’une réaction chimique - Chaleurs de réaction - Potentiel chimique - Affinité d’une réaction chimique - Définition des pouvoirs calorifiques – Calcul de la température adiabatique de flamme - Bilan d’une chambre de combustion – Composition d’un système à l’équilibre
CHAPITRE 2 : CINETIQUE CHIMIQUE DE LA COMBUSTION : Définition et mesure de la vitesse d’une réaction chimique - Réactions en chaîne - Moyens d’étude de la combustion - Approximation de l’état quasi-stationnaire - Mécanismes de combustion des hydrocarbures : classes de modèles cinétiques, mécanismes moléculaires à plusieurs étapes, mécanismes de réaction de basse température, validation d’un mécanisme - Mécanismes de formation des polluants - Classification des différentes combustions
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Cours de tronc commun
