Simulations aux grandes échelles : application au jet transverse

Depuis plusieurs années, l'industrie des turbines à gaz place au cœur de sa stratégie de recherche les enjeux à la fois environnementaux et économiques tels que : la diminution des polluants et des nuisances sonores et la réduction de consommation du carburant. Les progrès considérables enregistrés dans ce domaine sont particulièrement dus au développement de nouveaux moteurs à grand taux de dilution dont le fonctionnement s'effectue en régime globalement pauvre, ainsi qu'à l'amélioration du mélange dans les foyers. Dans ce domaine, le jet transverse à un écoulement principal bénéficie depuis longtemps d'une attention particulière : il constitue un cas intermédiaire représentatif d'une chambre de combustion et permet d'effectuer des comparaisons directes entre les simulations numériques et l'expérience. Dans ce contexte de développement industriel, la contribution de la simulation aux grandes échelles (LES) constitue un outil de recherche très performant dans la modélisation de tels écoulements. Le principal objectif de cette thèse vise à évaluer et à améliorer la qualité des prédictions LES sur des configurations de jets transverses isolés ou multiples. Un ensemble d'outils numériques et de techniques développés dans le code de calcul compressible AVBP est présenté dans ce travail. Les différents paramètres physiques et numériques à considérer pour l'étude de telles configurations sont également mis en évidence et des stratégies pouvant apporter des améliorations significatives sur les prédictions LES sont proposées. Les différents travaux étudiés dans cette thèse sont les suivants : - Etude de l'influence des conditions aux limites et du système d'injection d'un jet transverse isolé libre. - Etude d'un dispositif statique d'augmentation du mélange dans une configuration de jets transverses d'une turbine à gaz industrielle. - Etude d'une configuration de jets transverses d'une conduite cylindrique représentant une chambre de dilution de moteur à faibles émissions polluantes