J. Physique Lett. 44, 1-12 (1983)
DOI: 10.1051/jphyslet:019830044010100

Premixed flames in large scale and high intensity turbulent flow

P. Clavin et G. Joulin

Laboratoire de Dynamique et Thermophysique des Fluides, Université de Provence, Centre de St-Jérôme, 13397 Marseille Cedex 13, France

Abstract
The recent theory of Clavin and Williams [1] concerning the premixed flame fronts in non uniform as well as unsteady flows is extended to the case of large amplitudes of the front corrugation. The convective effects associated with the gas expansion are fully taken into account in the study of the flame structure. Only one scalar « the flame stretch » is shown to control the shape and the motion of the front This stretch can be split in two parts, one accounts for the geometry of the front (mean curvature) and the other for the non uniformity of the flow (rate of strain tensor).

Résumé
La théorie récente de Clavin et Williams [1] sur les fronts de flammes prémelangées dans les écoulements inhomogènes et instationnaires est généralisée au cas où l'amplitude de déplacement du front est grande. Les effets convectifs associés à l'expansion du gaz sont pleinement pris en compte dans l'étude de la structure locale du front plissé. On montre qu'un seul scalaire mesurant l'étirement du front contrôle localement la forme et la dynamique de la flamme. Ce scalaire peut se décomposer en deux termes représentant respectivement la contribution de la géométrie de la flamme (courbure du front avançant avec une vitesse normale prescrite) et celle de l'inhomogénéité de l'écoulement caractérisée par le tenseur du taux des déformations.

PACS
4725C - Isotropic turbulence.
4725Q - Convection and heat transfer.
4770F - Chemically reactive flows.

Key words
chemically reactive flow -- convection -- flames -- turbulence -- flow nonuniformity -- turbulent flow -- premixed flame fronts -- large amplitudes -- convective effects -- gas expansion -- flame structure -- flame stretch -- strain tensor