Modélisation et étude numérique de la combustion dans l'écoulement supersonique et turbulent résultant du mélange de deux jets concentriques composés respectivement d'hydrogène et d'air

Le travail que nous presentons dans ce memoire est consacre a l'etude numerique du developpement de la combustion dans la zone de melange resultant de l'interaction de deux jets concentriques supersoniques et turbulents dans le cas ou le jet central est constitue par de l'hydrogene et le jet externe par de l'air. Nous nous sommes interesses plus particulierement a l'interaction existant entre la turbulence, la combustion et les effets de compressibilite propres aux ecoulements supersoniques et aux outils actuellement disponibles pour modeliser ces differents phenomenes. Deux cas ont ete consideres : i) lorsque l'echelle de temps caracteristique du melange turbulent est grande devant l'echelle de temps caracteristique du processus chimique, nous avons retenu, pour modeliser la combustion, un modele de flammelettes. Deux cas ont ete envisages : un modele de flammelettes classique directement issu des modeles mis au point pour les ecoulements subsoniques (peters (1984, 1986) et kuznetsov et sabel'nikov (1990) et un modele de flammelettes compressible prenant en compte la conversion energie cinetique-energie thermique. Ii) lorsque l'echelle de temps caracteristique du melange turbulent est faible (ou comparable) devant l'echelle de temps caracteristique du processus chimique, deux modeles ont ete testes afin de prendre en compte la longueur de la zone d'induction : le modele propose par mastorakos et al. (1997) et le peul propose par borghi et pourbaix (1983). Deux types de dependances fonctionnelles ont ete consideres pour la pdf de la fraction de melange : une determination classique du type fonction beta et une determination, moins classique, proposee par kuzntesov et sabel'nikov (1990) et destinee a prendre en compte le role de l'intermittence sur les transports turbulents. Des conclusions sont developpees sur les conditions d'application des differents modeles et sur leurs capacites a predire le developpement de la combustion dans les configurations etudiees.