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Simulation of the droplet evaporation and combustion and droplet impact on a solid surface using a discontinuous Galerkin scheme

使用不连续伽辽金方案模拟液滴蒸发和燃烧以及液滴对固体表面的影响

基本信息

批准号：
212746421
负责人：
Professor Dr.-Ing. Martin Oberlack
金额：
--
依托单位：
Fachgebiet Strömungsdynamik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2011
资助国家：
德国
起止时间：
2010-12-31 至 2014-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/212746421?language=en
关键词：
Simulation droplet evaporation combustion impact

项目摘要

Die Untersuchung der Verbrennung von Einzeltropfen ist von entscheidender Bedeutung für Verständnis, Konstruktion und Optimierung der Effizienz von Verbrennungssystemen sowie für Verständnis und Modellierung der häufig in technischen Anwendungen vorliegenden Sprayverbrennung. Allgemeines Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Implementierung eines hochgenauen numerischen Lösers zur Simulation der Verdampfung und Verbrennung eines einzelnen Kraftstofftropfens innerhalb eines Strömungsfeldes sowohl mit als auch ohne Berücksichtigung der Gravitation. Außerdem soll der Tropfenaufprall des brennenden Kraftstofftropfens auf eine feste Wand untersucht werden. Zur möglichst genauen Berechnung der nicht mischbaren Gas/Flüssig- Zweiphasenströmung mit einer nicht-materiellen, zeitlich deformierbaren Phasengrenzfläche und der Transportprozesse der chemischen Spezies soll die diskontinuierliche Galerkin (DG) Methode verwendet werden. Die DG Bibliothek BoSSS (Bounded Support Spectral Solver) zur Simulation ein- und mehrphasiger Strömungen ist aktuell in Entwicklung. Unter Verwendung einer Interface Tracking Methode kombiniert mit der Cut-Cell Technik und nicht-glatten Basisfunktionen soll BoSSS zur Simulation der Tropfenverbrennung erweitert werden. Um die Komplexität der Simulationen überschaubar zu halten, soll in der ersten Antragsperiode die Kontaktliniendynamik, welche beim Aufprall des Tropfens auf die Wand auftritt, mit konventionellen Methoden wie der Slip Randbedingung nahe der Dreiphasen- Kontaktlinie und einer halbempirischen Funktion für den dynamischen Kontaktwinkel modelliert werden. In der zweiten Phase dieses Projekts sollen zusätzlich der Wärmeaustausch zwischen Wand und Fluid, welcher durch Wärmeverlust zum Verlöschen der Flamme führen kann, sowie Bilanzgleichungen auf der Grenzfläche- und möglicherweise Kontaktlinie zur Untersuchung des Kontaktlinienproblems berücksichtigt werden.

Die Untersuchung der Verbrennung von Einzeltropfen ist von entscheidender Bedeutung für Verständnis，Konstruktion und Optimierung der Effizienz von Verbrennungssystemen sowie für Verständnis und Modelierung der häufig in technischen Anwendungen vorliegenden Sprayverbrennung. Allgemeines Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Implementierung eines hochgenauen Lösers zur Simulation der Verdampfung und und Verbrennung eines einzelnen Kraftstofftropfens innerhalb eines Strömungsfeldes sowohl mit als auch ohne Berücksichtigung der Gravitation.在一个韦尔登上的手工艺品的热处理过程。因此，在非混合气体/流体-两相流中，采用非物质、变形相流和化学输运过程，可以通过离散伽辽金（DG）方法进行韦尔登。DG Bibliothek BoSSS（Bounded Support Spectral Solver）是一个用于数值模拟的有限支撑谱求解器。本文介绍了一种界面跟踪方法，它与切割单元技术相结合，并具有良好的基本功能，可用于韦尔登的热传导模拟。在第一个Antragsperiode阶段，通过在Wand上的Tropfens的Aufprall，采用与Dreiphasen-Kontaktlinie和一个halbempirischen Funktion一样的传统方法，对动态Kontaktwinkel模型韦尔登进行了仿真。在第二阶段，该项目解决了Wärmeaustausch zwischen Wand und Fluid的问题，通过Wärmeverlust zum Verlöschen der Flame führen kann，可以在Grenzfläche上实现Bilanzgleichungen- und möglicherweise Kontaktlinie zur Untersuchung des Kontaktlinienproblems berücksichtigt韦尔登。