Significance of DNS in combustion science

• Published in: Comptes rendus. Mecanique Vol. 334; no. 8; pp. 517 - 522
• Main Authors: Takeno, Tadao, Mizobuchi, Yasuhiro
• Format: Journal Article Conference Proceeding
• Language: English; French
• Published: Paris Elsevier SAS 01.08.2006; Elsevier
• Subjects: Applied sciences; Combustion; Combustion. Flame; DNS; Energy; Energy. Thermal use of fuels; Exact sciences and technology; Flamme de jet d'hydrogène décollée du brûleur; Hydrogen jet lifted flame; Simulations Numériques Directes; Theoretical studies; Theoretical studies. Data and constants. Metering; DNS; Combustion; Hydrogen jet lifted flame; Simulations Numériques Directes; Flamme de jet d'hydrogène décollée du brûleur; Turbulent flame; Laminar flame; Hydrogen; Flame structure; Premixed flame; Numerical simulation; Lifted flame; Gas burner
• ISSN: 1631-0721; 1873-7234
• DOI: 10.1016/j.crme.2006.07.012

The recent advancement in numerical calculations provides us with a new scientific approach to combustion phenomena, that is, numerical experiment. The authors have succeeded in capturing a hydrogen jet lifted flame by DNS (Direct Numerical Simulation) approach with detailed chemistry and exact transport properties. The simulation made clear that the flame is not a single flame, but a complex flame composed of three flame elements. Some aspects of the flame elements showed the properties of laminar flames and some showed very complicated and unsteady nature of turbulent flames that cannot be described by the conventional laminar flame theory. In this article, the problems of this kind of study are identified and the direction of study is suggested throughout the DNS studies on the hydrogen jet lifted flame. To cite this article: T. Takeno, Y. Mizobuchi, C. R. Mecanique 334 (2006). Les avancées récentes dans le domaine des calculs numériques nous procurent un nouvel outil scientifique pour appréhender les problèmes liés à la combustion, à savoir l'expérimentation numérique. Les auteurs ont réussi à produire par DNS (Simulations Numériques Directes) une flamme de jet d'hydrogène décollée du brûleur, en incluant des schémas détaillés de chimie et des propriétés exactes pour le transport. Ces simulations ont démontré clairement que la flamme n'est pas une flamme unique, mais une flamme complexe composée de trois éléments de flamme. Quelques aspects de ces éléments de flamme ont montré des propriétés comparables à celles des flammes laminaires, alors que d'autres se sont révélés comparables à la nature complexe et instationnaire des flammes turbulentes, qui ne peuvent pas être décrites par la théorie classique des flammes laminaires. Dans cet article, les problèmes rencontrés lors de telles études ont été identifiés et les directions à suivre pour de telles études sont suggérées, au travers d'études par DNS de flammes de jet d'hydrogène décollées du brûleur. Pour citer cet article : T. Takeno, Y. Mizobuchi, C. R. Mecanique 334 (2006).