H. Tofaili and P. Boivin
Aix Marseille Univ, CNRS, Centrale Méditerranée, M2P2, Marseille, France
Avec la transition vers des carburants sans carbone tels que l’hydrogène, de nouveaux défis apparaissent en ce qui concerne le stockage et le transport sûrs ainsi que la combustion efficace de ces carburants. Ces défis peuvent être mieux relevés en améliorant notre compréhension des mécanismes physiques fondamentaux contrôlant la dynamique des ondes de combustion pertinentes. Un problème de la physique de la combustion qui reste mal compris est celui de la transition de la déflagration à la détonation (DDT). Lors de ce stage, on se propose une etude analytique et numérique des mécanismes du DDT.
LE STAGE
De nombreux mécanismes de DDT ont été proposés par les chercheurs au fil des décennies, tels que l’accélération de la flamme due à la turbulence1, le gradient de temps d’induction2, la résistance hydraulique3 et d’autres ; cependant, aucun mécanisme n’est considéré comme universel.
Plus récemment, un nouveau mécanisme DDT a été proposé pour les flammes laminaires allongées dans les tubes4,5, dans lequel la flamme est accélérée par un double processus de rétroaction : de chauffage par compression du gaz frais, conduisant à une augmentation de la vitesse de la flamme laminaire, et du reflux du gaz brûlé des ailes latérales de la flamme vers la pointe. Les études théoriques suggèrent que ces deux effets accélèrent la pointe de la flamme, conduisant finalement à une singularité d’accélération de la flamme et au développement d’une onde de choc sur la pointe.
L’objectif du stage proposé est d’apporter une validation numérique aux analyses théoriques récentes. Sous la direction de Pierre Boivin et Hassan Tofaili, le stagiaire réalisera des simulations numériques directes en une et
deux dimensions pour une flamme se propageant dans un canal semi-ouvert, et recherchera une éventuelle transition vers la détonation et les mécanismes impliqués.
Ce stage de recherche de 5-6 mois se déroulera courant 2025 au Laboratoire de Mécanique, Modélisation & Procédés Propres (M2P2), UMR7340, Centrale Méditerranée, Plot 6, 38 rue Joliot-Curie 13451à Marseille
LE STAGIAIRE
En Master 2 ou en dernière année d’Ecole d’Ingénieur, vous êtes spécialisé en mécanique, en mécanique des fluides, en combustion, en simulation numérique ou en mathématiques appliquées. Par vos cours, vos projets ou vos lectures personnelles vous justifiez de bases en mécanique des fluides compressibles, en thermodynamique, en combustion, en code et en simulation numérique. Vous êtes rigoureux, méthodique, autonome, curieux, vous lisez/parlez anglais et vous aimez travailler en équipe.
Votre candidature ainsi que votre CV et vos bulletins des deux derni`eres ann´ees sont `a adresser aux adresses suivantes :
pierre.boivin@univ-amu.fr et hassan.tofaili@univ-amu.fr
QUELQUES R´EF´ERENCES
- Deshaies, B. and Joulin, G., 1989. Flame-speed sensitivity to temperature changes and the deflagration-to-detonation transition. Combustion and flame, 77(2), pp.201-212.
- Zeldovich, Y.B., 1980. Regime classification of an exothermic reaction with nonuniform initial conditions. Combustion and Flame, 39(2), pp.211-214.
- Brailovsky, I. and Sivashinsky, G.I., 2000. Hydraulic resistance as a mechanism for deflagration-to-detonation transition. Combustion and flame, 122(4), pp.492-499.
- Clavin, P. and Tofaili, H., 2021. A one-dimensional model for deflagration to detonation transition on the tip of elongated flames in tubes. Combustion and Flame, 232, p.111522.
- Clavin, P., 2022. Finite-time singularity associated with the deflagration-to-detonation transition on the tip of an elongated flame-front in a tube. Combustion and Flame, 245, p.112347
