Soutenance de thèse de BHAIRAPURADA REDDY Karthik Guruprasad

Résumé de la thèse

Dans la lutte contre le réchauffement climatique, les énergies renouvelables sont devenues une priorité essentielle. Pourtant, la réalité de notre paysage énergétique actuel rend l'abandon complet des technologies de combustion non réalisable. Des innovations telles que la combustion 'Lean Burn' et l'intégration de carburants plus propres comme l'Hydrogène offrent un compromis, équilibrant les demandes énergétiques immédiates avec les objectifs environnementaux. Cependant, ces avancées introduisent également des défis significatifs, en particulier le risque accru d'instabilités thermoacoustiques dans les systèmes de combustion, qui pourraient conduire à des échecs catastrophiques.
Les méthodes expérimentales traditionnelles pour étudier et atténuer ces instabilités sont non seulement prohibitivement coûteuses, mais aussi souvent impraticables. Par conséquent, Il existe une motivation croissante pour l'adoption de méthodes numériques avancées comme alternatives efficaces et rentables. Cette thèse explore le potentiel d'une telle méthode, connue sous le nom de Méthode de Lattice Boltzmann (LBM). La LBM est une méthode numérique renommée pour sa structure algorithmique distinctive qui facilite les interactions linéaires entre les nœuds adjacents et permet l'évaluation locale des termes non linéaires. Ces caractéristiques inhérentes confèrent à la LBM une efficacité computationnelle et des propriétés de faible dissipation pour le transport acoustique, en faisant un outil prometteur pour simuler les interactions flamme-acoustique et adresser les instabilités thermoacoustiques.
Ce travail explore les capacités de la LBM pour résoudre de telles instabilités. Ceci est réalisé via des études fondamentales, telles que des interactions élémentaires flamme/acoustique et des simulations d'écoulements dans des canaux étroits. Ces cas académiques permettent d'établir la validité de la méthode dans ce domaine de la combustion. Pour aller plus loin, le bruit de combustion généré par des flammes canoniques d'hyrdogène est également étudié, montrant le potentiel de la méthode pour comprendre de nouveaux phénomènes. Dans le dernier chapitre, la robustesse et la versatilité de la LBM sont mises en exergue pour la prédiction d'instabilités thermoacoustiques d' écoulements réactifs turbulents dans des géométries complexes. Pour cette dernière démonstration le brûleur PRECCINSTA, un injecteur expérimental de type aéronautique, a été retenu.
Dans l'ensemble, guidée par l'importance des méthodes numériques innovantes pour combler le fossé entre les besoins énergétiques actuels et la durabilité environnementale à long terme, cette thèse souligne le potentiel de la LBM. À travers une recherche variée, elle met non seulement en évidence les capacités de la méthode, mais contribue également à une compréhension plus large des phénomènes thermoacoustiques dans divers contextes.