Numerische Simulation des verbrennungsinduzierten Wirbelaufplatzens in Drallröhren

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Das Teilvorhaben verfolgt das Ziel, Methoden zur numerischen Simulation der Verbrennungsvorgänge in einer Vormischflamme während des verbrennungsinduzierten Wirbelaufplatzens in verdrallten Rohrströmungen weiter zu entwickeln. Dies ermöglicht detaillierte numerische Untersuchungen der gekoppelten Strömungs- und Verbrennungsvorgänge während des instationären Flammenrückschlags. Von besonderem Interesse sind die Phänomene nahe der gegen die Strömung wandernden Flammenspitze. In der ersten Förderperiode wurden Verbrennungs- und Verlöschmodelle für die instationären Reynolds-Averaged-Navier-Stokes-Gleichungen (URANS) entwickelt und validiert, experimentelle Rückschlagsgrenzen wurden in Simulationen in Zylinderkoordinaten reproduziert. Daneben wurden Methoden zur Bereitstellung konsistenter instationärer Einströmrandbedingungen für Grobstruktursimulationen (Large-Eddy-Simulationen, LES) entwickelt. In der zweiten Förderperiode liegt der Schwerpunkt der Arbeiten auf der Weiterentwicklung der Vormischflammen-LES-Methodik unter Verwendung unterschiedlicher Verbrennungs- und Löschmodelle. Die LES ermöglicht die Auflösung von dreidimensionalen, instationären Strömungsstrukturen wie präzedierenden Wirbelkernen und liefert komplementäre Daten zum Flammenrückschlagsphänomen in innerhalb der Forschergruppe experimentell untersuchten Konfigurationen.