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P9 - Couplage de simulations à l'échelle macro et nanométrique de la formation de suie dans une flamme de diffusion

J. MORÁN (1), F. ESCUDERO (2), A. FUENTES (2), A. POUX (1), F. CEPEDA (3), L. GALLEN (4), E. RIBER (4), J. YON (1)

1. Normandie Univ., UNIROUEN, INSA Rouen, CNRS, CORIA, Rouen, France
2. Dep. de Industrias, Univ. Técnica Federico Santa María, Valparaíso, Chile
3. Department of Mechanical and Industrial Engineering, Ryerson University, Toronto, Canada
4. CERFACS, Toulouse, France

[2022]

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Résumé

Des études expérimentales ont suggéré que les particules de suie formées le long de différentes lignes de courant dans une flamme de diffusion peuvent avoir des morphologies différentes. Cependant, les incertitudes liées à l'échantillonnage et à leur analyse rendent difficile la quantification de ces différences. Dans ce travail, ce problème est exploré d'un point de vue numérique grâce à un couplage de simulations aux échelles macroscopique et nanoscopique. Ces simulations montrent des agrégats remarquablement plus grands et plus compacts dans les ailes de la flamme comparativement à ceux rencontrés le long de l'axe central. L'analyse des paramètres morphologiques tels que l'anisotropie, le recouvrement des monomères et le nombre de coordinance révèle la compléxité de la morphologie des particules de suie ainsi que la présence d'agrégats en chaîne le long des différentes lignes de courant de la flamme.


Mots clés

MET, suie, morphologie, recouvrement

Abstract

Experimental studies have suggested that soot particles formed along different streamlines in a diffusion flame may have different morphologies. However, the uncertainties linked to the sampling and their analysis make difficult the quantification of these morphological differences. This work explores this problem from a numerical point of view thanks to a coupling of nanoscale and macroscale simulations. The coupling shows remarkably larger and more compact aggregates near the wings of the flame compared to its centerline. The analysis of morphological parameters such as anisotropy, monomers overlapping, and coordination number reveals the complex morphology of soot and shows the presence of chain-like aggregates along the different streamlines of the flame.


Keywords

TEM, soot, morphology, overlapping

DOI

10.25576/ASFERA-CFA2022-28075

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