Numerical investigations of ring vortices with regard to the development of combustion instabilities

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Das dynamische Verhalten technischer Vormischflammen innerhalb des Gesamtwirkungskreises Mischer-Brenner-Flamme-Brennkammer hängt maßgeblich mit dem Auftreten von sich am Brenneraustritt bildenden, periodisch ablösenden und abreagierenden, turbulenten Ringwirbelstrukturen zusammen. Zunächst soll die Modellierung verschiedener typischer Strömungskonfigurationen (Anfahrwirbel, Freistrahl mit aufgeprägter Störung, Ringwirbelstruktur) im isothermen Fall bei kleiner Reynoldszahl erfolgen. Diese Berechnungen sollen sowohl mit Hilfe von Finite-VolumenVerfahren als auch mittels einer direkten numerischen Simulation erfolgen. Ziel ist hier eine Vertiefung des Verständnisses der für die Wirbelbildung und der nachfolgenden zeitlichen Entwicklung maßgeblichen Prozesse, sowie ein Vergleich der verwendeten numerischen Methoden im Hiblick auf den vorliegenden Anwendungsfall. Nachfolgend soll die Berechnung der Wirbelstrukturen ohne und mit überlagerter Reaktion im turbulenten Fall und darauf aufbauend die Modellierung des Übertragungsverhaltens von pulsierten turbulenten Vormischflammen unter Verwendung von Finite-Volumen-Verfahren erfolgen. Zur Validierung der Ergebnisse stehen Messwerte aus anderen Forschungsarbeiten des Institutes zur Verfügung.