Simulation numérique sur des feux de nappe de kérosène de grande échelle soumis à un vent traversier avec prise en compte d'un aéronef

• Main Author: Wang, Guoda
• Language: fra
• Published: ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechique - Poitiers 2014
• Subjects: [SPI:OTHER] Engineering Sciences/Other; [SPI:OTHER] Sciences de l'ingénieur/Autre; Feu de nappe; Produit toxique; Vent traversier
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01011244; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/01/01/12/44/PDF/these_GuoDaWANG2014.pdf

Le feu est une des préoccupations majeures des avionneurs et des compagnies aériennesétant donnée la grande quantité de combustibles hautement inflammables à bord. De plus, lamenace au feu augmente par l'allègement grâce à la substitution de l'aluminium par dematériaux composites inflammables. La simulation numérique des grandes échelles estappliquée à un feu de nappe de kérosène de grande échelle soumis à un vent traversier avecprise en compte d'un aéronef de type d'aluminium et celui composite. La combustion esttraitée à l'aide d'une réaction globale et une hypothèse de chimie infiniment rapide, choixvalables tant que le feu est dans un régime de sur-ventilation où la combustion est contrôléepar le mélange des réactifs. L'interaction entre la combustion et la turbulence est traitée parune approche de type EDC (Eddy Dissipation Concept). L'équation des transferts radiatifs estrésolue à l'aide de la méthode des volumes finis. Les propriétés radiatives du milieu sontestimées à l'aide d'un modèle à larges bandes donnant une bonne approximation ducoefficient d'absorption par rapport aux calculs spectraux. Les suies sont modélisées par unmodèle semi-empirique de type Smoke-Point tenant compte du processus de formation dessuies par nucléation. Pour l'instant, le modèle de pyrolyse simple, contrôlée par latempérature, est utilisé à travers d'une approche du nombre de transfert de masse. Desanalyses spécifiques ont été menées par nos soins sur la forme de flamme, ainsi que sur lesflux thermiques, les champs de vitesse, de température et des espèces chimiques. Les résultatsobtenus sur les feux à une échelle intermédiaire sont en accord avec les résultatsexpérimentaux. Ils sont par contre difficilement comparables aux résultats expérimentaux surles feux à une échelle plus importante tridimensionnelle car l'instrumentation dans le domaineen aéronautique est très difficile. Quelques soient la taille de foyer et l'intensité de vent, leflux de chaleur maximal venant de nappe de kérosène semble inférieur à 340 kW/m2.