Tecnologie Diagnostiche e Numeriche per lo Studio della Combustione

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1 Tecnologie Diagnostiche e Numeriche per lo Studio della Combustione S. Giammartini, E. Giacomazzi, M. Marrocco ENEA - C. R. Casaccia Sec. ENE-IMP Rome, Italy 59 ATI Congress September 2004 Genoa, Italy

2 TECNOLOGIE DIAGNOSTICHE E NUMERICHE PER LO STUDIO DELLA COMBUSTIONE Stefano Giammartini; Eugenio Giacomazzi; Michele Marrocco ENEA / Unità Tecnico Scientifica Fonti Rinnovabili e Cicli Energetici Innovativi SOMMARIO L accurata conoscenza dei fenomeni che governano i meccanismi di combustione in fiamme turbolente è la sola via per ottenere ulteriori significativi progressi, sia in termini energetici che ambientali. I mezzi di indagine sperimentale e di simulazione numerica messi in campo attualmente per lo studio e lo sviluppo delle Tecnologie di Combustione hanno raggiunto un grado di complessità e di raffinatezza impensabili fino a pochi anni fa. Nella memoria vengono descritte le potenzialità delle strumentazioni diagnostiche non-intrusive e pressoché istantanee oggi disponibili. Parallelamente viene descritto lo straordinario sviluppo di tecniche avanzate di calcolo numerico parallelo, applicate ai complessi fenomeni di trasporto di energia e materia. Tali sviluppi sono principalmente legati all affermarsi della tecnologia di Large Eddy Simulation (LES) nel campo della simulazione di processi combustivi turbolenti. 1. INTRODUZIONE Lo sfruttamento efficiente di un processo energetico ne impone implicitamente il suo efficace controllo. Ciò che avviene nella pratica quotidiana da oltre 1,4 milioni di anni, o con l avvento della metallurgia vera e propria (IV millennio A.C.), è il tentativo, più o meno riuscito, di dominare i complessi fenomeni della combustione. Per consentire lo sfruttamento controllato della potenza termica prodotta da una fiamma ci dovremmo limitare all impiego di sole fiamme laminari, quella della candela per intenderci. E significativo osservare quanta fisica e quanta chimica sia contenuta in una fiamma, sia pur così semplice. Ben se ne rese conto Michael Faraday con la sua The Chemical History of a Candel del L impiego di fiamme laminari implicherebbe tuttavia dispositivi tecnici di dimensioni enormi (10, 100 volte superiori agli attuali), di fatto irrealizzabili. La combustione turbolenta, assolutamente necessaria per le applicazioni ingegneristiche, è per contro caratterizzata da forti gradienti non stazionari prodotti da vortici di piccolissima scala. Si pensi che la temperatura nel fronte di fiamma subisce incrementi dell ordine dei C in frazioni di millimetro e che in quegli stessi spazi si ha la totale scomparsa di specie chimiche reagenti, con parallela produzione di specie chimiche stabili e non (prodotti di combustione e radicali). Tali gradienti peraltro non sono nemmeno collocabili in maniera spazialmente certa, data la continua produzione, deformazione e distruzione di scale turbolente. Lo studio fenomenologico della combustione si basa pertanto su un mix di studi teorici, condotti con i più moderni metodi della simulazione numerica, e sperimentazioni mirate, condotte utilizzando prevalentemente tecnologie non invasive, caratterizzate da alta risoluzione spaziale e temporale, che hanno l obiettivo di validare le suddette simulazioni.

3 Sono questi i ferri del mestiere di quanti si occupano dello studio di così complesse fenomenologie. Il processo conoscitivo, di interesse eminentemente accademico e fenomenologico, ed il successivo sviluppo progettuale, teso alla realizzazione di nuovi dispositivi industriali, si basa quindi sul circolo virtuoso tra simulazione numerica, modellistica di cinetica chimica e sperimentazione. La crescita ed il perfezionamento dei metodi e degli strumenti già oggi consente, ed ancor più consentirà nel futuro, una sempre maggiore interiorizzazione di fenomenologie così complesse. 2. LA NUMERICA AVANZATA L investigazione sperimentale gioca ovviamente un ruolo fondamentale nell analisi dei problemi, poiché essa rappresenta la sola via di conoscenza oggettiva della realtà. Essa tuttavia, pur rappresentando l elemento essenziale per la valutazione dell efficacia di un progetto, risulta assai onerosa in termini di tempo e risorse fisiche ed umane. I problemi che possono insorgere nell applicazione di un metodo diagnostico sperimentale sono: L intrusività della tecnica; La sua affidabilità e ripetibilità; La risoluzione sia spaziale che temporale; La maggiore o minore trasferibilità di certe tecniche dal laboratorio all impianto reale; L estendibilità (scalabilità) di quanto misurato in piccola scala all impianto reale. La simulazione numerica, o CFD (Computational Fluid Dynamics), risolvendo numericamente le equazioni di flusso in una griglia discreta di celle di calcolo, offre uno strumento straordinario per approfondire lo studio della fenomenologia e per la messa a punto di un progetto preliminare. Nel passato tuttavia essa è stata a lungo limitata ad analisi di tipo stazionario. Nel settore della combustione, peraltro, la semplificazione di processi intrinsecamente complessi non è sostenibile oltre determinati limiti. In passato anche brutali semplificazioni dei problemi comportavano significativi progressi nel grado di conoscenza. Oggi tutto ciò non è più accettabile, ed una sempre più accurata conoscenza dei fenomeni è la sola chiave per ottenere consistenti progressi in termini di efficienza e contenimento delle emissioni. La simulazione numerica offre pertanto un eccellente strumento di indagine, a patto che sia chiaro l ambito fenomenologico entro il quale si opera, e le informazioni che si vogliono ottenere. La chiarezza degli scopi si traduce infatti nella scelta appropriata del tipo di approccio da adottare. Molti dei processi fisici coinvolti in combustione sono non stazionari, caratterizzati cioè da instabilità di tipo fluidodinamico e termoacustico, oscillazioni di pressione, intermittenza di fiamma (spegnimenti e riaccensioni). La non stazionarietà dei fenomeni impone pesanti condizionamenti sia per quanto attiene alle simulazioni numeriche, che in termini di sperimentazione e metodi di indagine. Il tradizionale approccio RANS/FANS (Reynolds o Favre Averaged Navier Stokes) è stato per molti anni il solo applicabile a casi di interesse ingegneristico. Numerosi modelli sono stati sviluppati in tal senso, con risultati più o meno soddisfacenti. Esso tuttavia non è applicabile nei casi di intrinseca non stazionarietà. Il limite intrinseco della RANS è che le equazioni sono mediate nel tempo e tutte le scale di turbolenza sono modellate allo stesso modo. In virtù di tale limitazione, l approccio RANS può essere limitato a valutazioni di carattere medio sulle modalità di combustione: ogni considerazione circa fenomeni intrinsecamente non

4 stazionari (es.: produzione di NOx, instabilità di fiamma, ecc.) risulta del tutto arbitraria, quando non fuorviante. Un tipico esempio di ciò lo si ha se si considera il processo di formazione di NOx termici, in una situazione di campo termico non stazionario, tipico della combustione turbolenta. Essendo il processo di formazione degli NOx termici, non lineare e fortemente dipendente dalla temperatura, il considerare il valor medio di quest ultima come input al modello di post-processing per la predizione degli NOx (approccio tipico nella modellistica RANS) può indurre drammatiche sottostime o sovrastime degli stessi in virtù della maggiore o minore fluttuazione in ampiezza della temperatura. Per contro la possibilità di trattare geometrie complesse, rende la tecnica RANS estremamente allettante e di uso friendly. Conservativamente si può affermare che una simulazione di tipo RANS può costituire un passaggio intermedio per simulazioni più accurate da effettuare in zone più ristrette del dominio di interesse, in virtù della maggiore pesantezza del calcolo Con la tecnologia LES (Large Eddy Simulation) le equazioni di Navier Stokes non sono mediate nel tempo, ma filtrate nello spazio, cioè le scale turbolente più ampie (dimensioni maggiori di quelle della cella di calcolo) sono risolte numericamente, mentre quelle più piccole (sotto le dimensioni della cella) sono stimate tramite modelli di sottogriglia (Sub Grid Scale Model) [1-2]. I modelli di sottogriglia implicano una separazione di effetti tra grandi vortici (grandi scale) e piccoli vortici (piccole scale) della turbolenza. Ai grandi vortici compete il massimo contenuto di energia cinetica. Inoltre essi risultano anisotropi, essendo controllati dalla geometria del sistema. Quelli di piccola scala hanno un minor contenuto energetico, sono isotropi, e controllati dalla viscosità molecolare. La LES dunque coglie integralmente e descrive la fluidodinamica, poiché risolve integralmente le larghe scale sia nello spazio che nel tempo. Comparata con tecniche di simulazione diretta (DNS: Direct Numerical Simulation), enormemente più onerose in termini di calcolo, si ha la perdita della descrizione dettagliata delle piccole scale, che tuttavia, grazie alla loro isotropicità, più facilmente possono essere modellate. A titolo di esempio, riportiamo alcuni risultati, ottenuti preso i laboratori ENEA di Casaccia, relativi allo studio di un bruciatore sperimentale sviluppato presso l Università di Sydney [3-7]. Il bruciatore ha una semplice struttura con getto centrale di combustibile e bluff-body periferico. Dal getto centrale fuoriesce una miscela di metano ed idrogeno a velocità di circa 118 m/s, mentre l aria coassiale ha velocità di 40 m/s. La simulazione LES, condotta con il codice HeaRT (Heat Release and Turbolence: codice parallelo sviluppato da ENEA per la simulazione non stazionaria 3D di flussi turbolenti e reagenti comprimibili, a basso numero di Mach, in coordinate cartesiane e cilindriche), permette di individuare dinamicamente la zona di ricircolo dei prodotti di combustione che ha effetto stabilizzante, seguita da uno stretta zona di reburning ove la fiamma si propaga come getto libero. Le immagini istantanee della regione, sono mostrate in Fig. 1. Si tenga presente che il passo di integrazione temporale in questa simulazione è stato posto pari a 10-8 sec, ed è quindi in grado di cogliere frequenze caratteristiche di 5 x 10 7 Hz.

5 Fig. 1 - Distribuzione istantanea di temperatura e streamlines del campo di velocità entro al zona di ricircolazione posta a valle del bluff-body. Per rendere apprezzabile l evoluzione si è imposto un delay time tra ciascun frame di 1.9 ms. Il campo di temperatura istantaneo mostra come simultaneamente diverse zone di reazione interagiscano con le strutture turbolente, in particolare lo stato di reazione locale altera, sempre localmente, la dinamica della turbolenza. Per mettere in luce ciò lo spettro di energia cinetica è stato numericamente acquisito in differenti punti caratteristici di altrettante zone significative del campo di reazione (Fig.2). Negli stessi punti è stato acquisito il campo istantaneo di temperatura per consentire l analisi della reciproca interazione. Punto caratterizzato da bassa velocità di reazione Alta frequenza in relazione alla pulsazione di pressione vicino al punto di iniezione Fig.2 - Analisi spettrale dell energia cinetica campionata in quattro differenti punti della fiamma. I diversi spettri mostrano come chimica e turbolenza interagiscono in ragione delle locali condizioni di reazione.

6 La LES è senza dubbio computazionalmente onerosa, ma oggi, grazie anche all uso di supercalcolatori e di grid di macchine a processori paralleli, sta diventando praticabile anche per applicazioni di interesse ingegneristico. Di fatto si ha un raddoppio della velocità di elaborazione ogni 18 mesi, mentre la velocità della rete raddoppia ogni 8 mesi. Pochi dati possono fornire l evidenza di quanto sopra esposto. Nel periodo si sono registrati incrementi pari a 500 volte per quanto attiene alla velocità di elaborazione e pari a volte per quella della rete. Nel prossimo futuro ( ) si prevedono incrementi di 60 volte nella velocità di elaborazione e in quella della rete (fonti: Scientific American January 2001). La LES o metodi misti (RANS/LES) appaiono oggi la risposta più appropriata per la descrizione dei processi turbolenti tipici della combustione. 3. LA DIAGNOSTICA SPERIMENTALE Dal punto di vista diagnostico, lo studio termo-fluidodinamico e chimico entro la camera di combustione è fondamentale al fine di valutare gli aspetti di stabilità, massimizzare gli effetti di miscelamento, minimizzare la produzione di inquinanti, ed ottimizzare i processi di scambio termico. La capacità di investigare sperimentalmente ha giocato in anni passati ed ancora oggi riveste un ruolo determinante, risultando l evidenza sperimentale, il solo strumento certo di verifica dei progressi tecnologici. Negli ultimi venti anni, i risultati più significativi sono stati ottenuti grazie allo sviluppo ed al perfezionamento di metodi non invasivi, tali cioè da non perturbare il flusso reagente. Questi sostanzialmente hanno fatto capo a due filoni principali: Le tecniche di diagnostica ottica basate sull impiego e le peculiarità di sorgenti monocromatiche laser, di tipo continuo o pulsato. Le caratteristiche di alta intensità, nonché di coerenza spaziale e temporale tipiche della luce laser sono tali da permettere lo sviluppo e l applicazione di tecniche basate sull analisi del Mie Scattering per misure di velocità, o sulla possibilità di eccitare una qualunque transizione energetica della specie che costituisce il target di misura (gas reagenti), permettendo analisi di concentrazione della suddetta o di temperatura; Le tecniche di visione artificiale, legate all emissione spontanea di frequenze in un campo più ampio del visibile, e basate sul successivo trattamento dell immagine. Tali tecniche sono quindi in grado di consentire l analisi delle fluttuazioni dinamiche di luminosità tipiche di una fiamma, associate allo stato di eccitazione dei radicali di combustione a vita breve, o addirittura di discriminare i contributi dovuti alle singole specie, consentendo lo sviluppo di metodi quantitativi per la determinazione dell abbondanza e della distribuzione spaziale di una determinata specie. Le tecniche di velocimetria laser sono, allo stato attuale, quelle di riferimento per le loro caratteristiche di: non intrusività; elevata precisione; alta risoluzione spaziale e temporale; A tal fine sono disponibili e vengono ampiamente utilizzati sistemi di velocimetria laser (LDV: Laser Doppler Velocimetry; PIV: Particle Image Velocimetry) basati sull impiego di sorgenti laser monocromatiche di tipo continuo o pulsato. Tali metodi sono finalizzati alla misura e caratterizzazione di campi fluidodinamici (velocità, turbolenza, ecc), ed allo studio dell intima interconnessione tra fenomeni fluidodinamici e fenomeni cinetico-chimici.

7 I sistemi suddetti si integrano vicendevolmente fornendo informazioni di tipo complementare. Ad esempio le immagini seguenti (Figg. 3, 4, 5 e 6) si riferiscono alla caratterizzazione fluidodinamica di una fiamma premiscelata di metano ed aria (φ = 0,8; Re = 3000), ed in particolare alla fenomenologia tipica della zona di ricircolazione a valle di un bluff body prismatico [8-9]. La Fig.3 mostra i risultati medi di velocità ottenuti con sistema LDV (media su migliaia di campioni istantanei; laser ad Argon da 7 Watt; analisi in frequenza grazie ad analizzatori BSA Dantec; seeding: Allumina con diametro medio pari a 5 µm). Il bluff body crea una zona di ricircolazione che contribuisce ad ancorare la fiamma, stabilizzandola. La Fig. 4 mostra altresì i risultati istantanei ottenuti con tecnica PIV (laser pulsato Nd:YAG da 300mJ; frequenza di ripetizione 10 Hz; telecamera da 1280x1024 pixel; sistema di analisi PIV-2000 Dantec; S/W Flow-Map versione 3.50), relativi all analisi di un particolare posto in alto a destra dell asse di simmetria della fiamma. La Fig. 5 mostra, per la stessa regione, come zone reagenti, e quindi in espansione, possano essere rese evidenti da uno studio della divergenza positiva a partire dalla immagine di Mie-scattering. Fig. 3 - Velocità media misurata tramite LDV. Scale Factor: Spatial Resolution: 0.9 mm Fig. 4 - Immagine PIV di Mie-scattering relativa ad un particolare della fiamma ed analisi associata del campo di velocità istantaneo.

8 Le misure LDV non permettono solo di analizzare il valor medio di velocità, ma anche la rms di fluttuazione, e quindi l analisi spettrale in punti significativi del campo fluidodinamico (differenti curve di Fig. 6). Fig.5 - Comparazione tra immagine di Mie-Scattering e divergenza della velocità. I dati sono i medesimi della Fig.4. Alcune zone a forte espansione (divergenza positiva) possono essere facilmente individuate come quelle a maggior luminosità nell immagine di Mie-Scattering. Fig. 6 - Spettro di energia cinetica ottenuto per mezzo di misure LDV in quattro differenti posizioni nel flusso reagente

9 Spostando l attenzione sugli aspetti termo-chimici, le diagnostiche di spettroscopia molecolare sulle fiamme consentono misure spazialmente e temporalmente risolte di temperatura e specie chimiche, di tipo non invasivo. Il sapere scientifico in questo ambito è molto avanzato negli ultimi anni [10]. Da un punto di vista molto generale, possiamo dire che le tecniche spettroscopiche per misure di temperatura e specie chimiche si suddividono in due grosse categorie: tecniche di tipo incoerente e tecniche di tipo coerente. In spettroscopie incoerenti un fascio laser si propaga nel mezzo dando luogo ad un segnale ottico emesso su tutto l angolo solido. Nelle strategie spettroscopiche di tipo coerente, invece, il segnale ottico emesso rispetta delle proprietà direzionali ben precise. Questa sostanziale differenza è importante, per esempio, nella progettazione dell intera catena di misura, ed in particolare degli accessi ottici alla camera di combustione. Le ulteriori differenze nei due approcci sperimentali sono raccolte nella seguente tabella. Tali differenze sono utili allo sperimentatore per determinare con attenzione, tra vantaggi e svantaggi, il giusto compromesso sperimentale che meglio si adatta al caso da studiare. Tab.1 Vantaggi e svantaggi dei differenti approcci in spettroscopia molecolare Vantaggi Svantaggi Approccio incoerente Linearità Indipendenza dall intensità Uno o due accessi ottici Semplicità spettrale Semplice calibrazione Angoli solidi grandi Dipendenza da segnali spuri Approccio coerente Forti segnali Segnali con caratteristiche tipo fascio laser Debole dipendenza da segnali spuri Non-linearità Dipendenza dall intensità Più accessi ottici Spettri complicati Difficile normalizzazione Dipendenza dalla rifrazione Le tecniche spettroscopiche sono molteplici e nell abito delle due grosse famiglie sopra ricordate, esse si suddividono ulteriormente a seconda del processo fisico su cui si basano. Potremmo identificarle con quattro grossi gruppi: (1) tecniche basate su processi di diffusione elastica della luce, dove il segnale luminoso emesso ha la stessa lunghezza d onda del segnale laser di ingresso, oppure (2) tecniche fondate su processi inelastici, dove le lunghezze d onda tra ingresso ed uscita sono diverse; si hanno poi (3) tecniche che si originano da processi di assorbimento, ovvero si va ad osservare quanta luce in ingresso è stata assorbita dal mezzo campione, ed infine ci sono (4) tecniche legate a processi di ottica non-lineare, dove la luce in uscita è non-linearmente dipendente dalla quantità di luce che si ha in ingresso. Le principali spettroscopie di riferimento per diagnostica applicata alla scienza della combustione sono riassunte nella tabella seguente con i loro acronimi più noti Tra le più usate in studi sulla combustione, ci sono da citare quelle spettroscopie che sono selettive di una specie molecolare nota. Esse si basano sulla capacità di eccitare, mediante luce laser di opportuna potenza e frequenza, transizioni a stati eccitati della specie chimica bersaglio, e ciò sia che l obiettivo risulti quello di misurare la concentrazione della specie in questione, sia che risulti, al contrario, quello di misurare una proprietà chimico-fisica legata ad esempio alla temperatura della specie.

10 Tab. 2 Classificazione delle principali Spettroscopie per diagnostica della combustione. Processi di diffusione elastica Rayleigh Mie Processi di diffusione inelastica Diffusione Raman spontanea Raman quasi risonante Fluorescenza laser indotta (LIF) Processi di assorbimento Assorbimento risonante Assorbimento differenziale Processi di ottica non lineare Diffusione Raman stimolata e coerente (CARS) Mixing degenere a quattro onde (DFWM) Spettroscopia in polarizzazione (PS) Spettroscopia in guadagno o perdita di Raman stimolato (SRGS) Effetto Kerr indotto Raman (RIKES) Diffusione Raman stimolata Eccitazione spettrale Raman ad alto ordine (HORSES) Appartengono a questa famiglia tecniche quali il CARS (Coherent Antistokes Raman Scattering) per misure prevalentemente di temperatura, la LIF (Laser Induced Fluorescence) per misure di specie chimiche, anche radicali, in basse concentrazioni (ppm), il DFWM (Degenerate Four Wave Mixing) per misure di concentrazione ad alta risoluzione spaziale e temporale. Una menzione più dettagliata occorre fare per lo studio della chemiluminescenca, che non richiede alcun impiego di sistemi laser. Si tratta della spettroscopia OES (Optical Emission Spectroscopy) basata sulla emissione naturale proveniente dalle diseccitazioni delle molecole di talune specie chimiche (tipicamente radicali a vita breve), la cui formazione in stato energeticamente eccitato è conseguente al processo di combustione. Tale strategia sperimentale ha il vantaggio della semplicità di impiego e permette l efficace rilevazione dell abbondanza di tali specie (Fig. 7), nonché, trattandosi di veri e propri marker molecolari della zona reattiva, permette altresì di determinare la configurazione del fronte di fiamma, ed una mappatura dell intero processo (zona di diffusione, zona di combustione, zona dei prodotti di combustione) [11]. Data la complessità delle attrezzature in gioco e l estrema varietà di possibili configurazioni sperimentali, si parla di veri e propri esperimenti di spettroscopia molecolare (Fig. 9)

11 Fig. 7 - Spettro in emissione naturale di una fiamma premiscelata CH 4 Aria. Le righe sono relative ai principali radicali che marcano la zona del fronte di fiamma e quella dei prodotti di combustione. Fig. 8 Emissione spontanea di radicale CH in un sistema operante in condizioni FLAMELESS o MILD. La figura mostra quattro distribuzioni del radicale CH in differenti istanti temporali. Fig. 9 - sulla sinistra: Spettroscopio per analisi di spettri a larga banda; sulla destra: sistema integrato, consistente in laser pulsato Nd:YAG più un laser a colorante a stato solido, per sistema CARS compatto da campo.

12 Una menzione particolare meritano le metodologie atte a diagnosticare i fenomeni di instabilità di combustione ed eventualmente favorirne il controllo. Com è noto la turbolenza in combustione è caratterizzata da frequenze tipiche dell ordine dei 10 3 Hz; per contro la cinetica chimica è invece caratterizzata da costanti di tempo comprese tra sec. Qualora, come in combustione premiscelata, prevalgano gli aspetti cinetici, uno strumento diagnostico, perché risulti veramente idoneo a cogliere la dinamicità degli eventi, deve essere caratterizzato da frequenze di campionamento estremamente elevate. In questo ambito ENEA ha sviluppato ed impiega correntemente una tecnologia [12] basata sull analisi del segnale di tensione proveniente da un fotodiodo, caratterizzato da adeguata risposta in frequenza. Il principio di misura si basa sulla osservazione che la fluttuazione di luminosità, emessa dal processo di combustione, è fortemente correlata con la fluttuazione del segnale di pressione, proprio delle oscillazioni (Fig. 10), e che quindi le fluttuazioni del processo di combustione, associate a bruschi aumenti di pressione sono prontamente rilevabili dall analisi della radiazione emessa (emissione spontanea dei radicali). Il sistema, denominato ODC (Optical Diagnostic of Combustion - brevetto ENEA) è stato impiegato per la diagnostica dell incipiente instabilità di combustione in sistemi premiscelati (Fig. 11), e per lo sviluppo di un adeguato sistema di controllo per la reiezione degli effetti di sorgente [12]. La Figura 11 mostra come il sistema ODC risolva anche le alte frequenze (si può arrivare con il sensore opportuno a frequenze superiori ai 10 MHz) legate tipicamente ad eventi chimici. Fig Segnali di luminosità (tratto nero) e di pressione (tratto grigio), comparati rispettivamente nel dominio del tempo e della frequenza. Si noti la forte coerenza tra le fluttuazioni di entrambi.

13 Fig Spettro di energia cinetica misurato mediante sistema ODC 4. CONCLUSIONI In passato grossolane ma efficaci semplificazioni consentirono significativi progressi nella capacità di descrivere i complessi fenomeni della combustione turbolenta. All attuale stato delle conoscenze, significativi passi in avanti presuppongono la disponibilità di strumenti diagnostici (sia numerici che sperimentali) di classe superiore. L interazione tra chimica e turbolenza genera pulsazioni, estinzioni della fiamma e successive riaccensioni. Tutti questi fenomeni riducono l efficienza di combustione e giocano un ruolo decisivo nella generazione di inquinanti. Questo articolo ha mostrato come tecniche sperimentali e particolari metodologie numeriche consentano di catturare la dinamica delle fiamme turbolente. Bibliografia [1] Giacomazzi E., Bruno C., Favini B., Comb. Theory and modeling 3,4:637 (1999). [2] Giacomazzi E., Bruno C., Favini B., Comb. Theory and modeling 4:391 (2000). [3] Dally B.B., Masri A.R., Barlow R.S., Fiechtner G.J., and Fletcher, D.F., XXVI Symp. (Int.) on Comb., The Combustion Institute, Pittsburgh, 1996, p [4] Dally B.B., PhD Thesis, The University of Sydney, Sydney, Australia (1997). [5] Dally B.B., Masri, A.R., Barlow, R.S., Fiechtner, G.J., Combustion and Flame, 114:119 (1998). [6] Masri A.R., Kelman J.B., and Dally B.B., XXVII Symp. (Int.) on Comb., The Combustion Institute, Pittsburgh, [7] Dally B.B., Fletcher D.F., and Masri A.R., Combustion Theory and Modeling, 2:193 (1998). [8] Davies T.W., Beer J.M., Flow in the wake of bluff-body flame stabilizes 13 th Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, Pittsburg, pp , [9] Beér J.M., Chigier N.A., Combustion Aerodynamics. Applied Science, Essex, [10] Eckbreth A.C., Laser diagnostics for combustion temperature and species, Gordon and Breach Publishers (Amsterdam, 1996). [11] Marrocco M., Visentin V., D Apice M., Giammartini S., Optical emission spectroscopy on a MILD combustor, XXV Event of the Italian Section of the C.I. Roma 3-6 giugno 2002 [12] Bruschi R., Giacomazzi E., Stringola C., Casasanta C., Manfredi F., Caruggi M., 14th IFRF Members' Conference, May 2004.