WANG Hui-Ying

Directeur de Recherche

CNRS-Université de Poitiers-ISAE ENSMA
11 Boulevard Marie et Pierre Curie
Téléport 2, BP 30179
86962 Futuroscope Cédex
France

Recherche


Flammes de Diffusion de Type Couche Limite en Micropesanteur La configuration qui s’avère être la plus représentative d’une situation d’incendie dans un tel contexte correspond à l’établissement d’une flamme non-prémélangée dans une couche limite oxydante développée au-dessus d’une plaque plane combustible. Ayant constaté que par ailleurs les transferts radiatifs jouent un rôle prépondérant sous gravité réduite, des études ont été entreprises sur la modélisation numérique de la cinétique de formation et d’oxydation des suies s’appuyant sur les résultats expérimentaux. Le calcul du champ de la fraction volumique de suie et le nombre de particules passe par résolution de deux équations de transport (convection/ diffusion). Les HAP (Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques) sont considérés comme précurseur de la nucléation, et les espèces chimiques intermédiaires comme C6H6, C6H5, C2H2, H2, OH, etc.,sont prises en compte pour le processus de croissance, d’agglomération et d’oxydation.


Risques d’Inflammation d’Imbrûlés lors d’un Incendie en Espace Confiné : Le feu en espace confiné sous-ventilé, est contrôlé par un grand nombre de paramètres, tels que la disposition des objets inflammables, et le type du combustible, ainsi que la quantité d’oxygène. La flamme s’éteint par manque de comburant avant d’avoir consommé tout le combustible présent, la dépression qui découle du refroidissement des gaz brûlés provoque une entrée d’air en cas de présence d’une ouverture, favorisant le mélange combustible/air. Les gaz du combustible imbrûlé, en contact avec l’air, s’enflamment dans des limites d’inflammation. Lorsque l’intensité du feu est importante au point d’augmenter rapidement la pression suite à l’augmentation de la température des gaz brûlés, la situation revient à celle d’un feu éjecté vers l’extérieur avec des vitesses importantes, c’est un phénomène de retour de flamme (backdraft).


Interaction des Feux de Nappe soumis à un Vent Traversier : Lors d’un incendie en tunnel, les usagers présents dans l’ouvrage se trouvent exposés aux produits de la combustion (fumées le plus souvent très toxiques), et dans les cas les plus défavorables, l’incendie peut conduire à la ruine d’ouvrage. La reproduction de l’incendie en tunnel à échelle réelle est fondée. La caractérisation de l’état de stratification des fumées, au sens thermique, apparaît comme un objectif déterminant pour guider les stratégies de ventilation et d’extraction. La simulation numérique de la dynamique et de la thermique des fluides répond à un souci de réduction des coûts vis-à-vis des essais en vraie grandeur. Une approche de type LES pourrait fournir une bonne approche des phénomènes aérauliques pour des domaines plus complexes et plus étendus.


  • Risque Incendie dans les Aéronefs : Le feu est une des préoccupations majeures des avionneurs et des compagnies aériennes étant donnée la grande quantité de combustibles hautement inflammables à bord. Lors d’un incendie en vol, les passagers et l’équipage présents dans les avions se trouvent exposés aux produits de la combustion (fumées le plus souvent très toxiques), et les possibilités d’évacuation sont très réduites. L’objectif de l’étude est double, la maîtrise du risque d’incendie et l’augmentation de la survie des passagers et de l’équipage dans les avions commerciaux de nouvelle génération lors de scénarios de feux aussi bien en vol que pendant un post-crash. La recherche devra évaluer les nouveaux risques d’incendie induits par l’emploi massif de matériaux composites pour la structure, le fuselage, la voilure et les aménagements intérieurs des aéronefs.

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  • Caractérisation et Optimisation de Mélange des Gaz Réactifs par Jets : Les gaz peuvent être mélangés efficacement grâce à des jets introduits perpendiculairement à un courant principal qui produisent des tourbillons contra-rotatifs. Le principal intérêt des mélangeurs à jets transverses réside dans la création de zones de fort cisaillement caractérisées par une grande intensité de turbulence. Ce programme de recherche, quant à lui, se donne comme objectif la caractérisation et l’optimisation d’un mélange d’un gaz oxydant dans un gaz combustible, et la prédiction des conditions aérothermochimiques susceptibles de conduire à l’inflammation. Pour ce type de mélange, les nombreux paramètres, tels que les trajectoires des jets, la décroissance de vitesse, l’induction de vitesse verticale dans la plan médian, ainsi que la distance caractéristique séparant les centres de tourbillons contra-rotatifs, entrent en jeu. De plus, le mélange des gaz par jets est un système complexe, lié aux quantités turbulentes, ainsi qu’aux structures cohérentes générées par l’allée de Von Karman du sillage de l’injecteur


    Combustion de Blocs de Propergol Dispersés après Eclatement d’un Propulseur : Les analyses conduites dans le cadre des études de sécurité induisent l’identification de l’ensemble des scénarios de défaillances des propulseurs à poudre constitutifs du missile pour des ambiances déduites des profils de vie. L’un des plus probables consiste en l’éclatement d’un propulseur avec effets pneumatiques, thermiques et projections suivis d’une combustion multi sources en tas de poudre dans son environnement opérationnel. Ce projet porte sur la modélisation instationnaire des phénomènes de combustion de propergol à pression atmosphérique et la prise en compte des transferts convectifs et radiatifs au sein d’un milieu multiphasique (gaz, particules). Pour les problèmes diphasiques, le délicat problème des échanges de masse et de chaleur fluide-particule est résolu de façon efficace grâce à la corrélation empirique. Il s’agit, à travers une modélisation de type LES, de simuler un feu initié par l’éclatement d’un propulseur contenant du propergol solide composé de perchlorate d’ammonium, de polybutadiène et d’aluminium. L’objectif principal de l’étude est de prédire numériquement l’impact thermique de ce type de flamme, dont les transferts de chaleur avec l’extérieur sont principalement contrôlés par le rayonnement.

Enseignement


  • Cours de combustion industrielle à l’ENSIP

  • Cours de combustion adaptée à la Science de la Sécurité Incendie à l’ENSMA

Séléction de publications


X. Y. LI, W. Q. Chen and H. Y. Wang, Three-dimensional general solutions for thermoporoelastic media with transverse isotropy in a steady state and its applicationEuropean Journal of Mechanics A/Solids, 29 (2010) 317-326.

25. H. Y. Wang and J. L. Florenciano Merino, Quenching of a Flame Established in a Shear Boundary Layer in MicrogravityAIAA JournalVolume 49, Number 2, 2011.

26. Hadj Miloua, Abbes AZZi and Hui Ying Wang, Evaluation of different numerical approaches for a ventilated tunnel fireJournal of Fire Sciences, Vol.29 No.5, 403-429, 2011.

27. H. Y. WANG, J.L.F. Merino and P. Dagaut, Effects of soot formation on shape of a nonpremixed laminar flame established in a shear boundary layer in microgravityJournal of Physics: Conference Series, Vol.327, 012038, 2011.

28. H. Y. Wang, Numerical and theoretical evaluations of the propagation of smoke and fire in a full-scale tunnel Fire Safety Journal, 2012, 49:pp.10-21.