Nutzung von Zustandskorrelationen für die laserdiagnostische Untersuchung turbulenter Verbrennungsprozesse

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Während des beantragten Aufenthaltes an der Universität Yale sollen turbulente Verbrennungsprozesse durch eine Kombination aus laserdiagnostischen Experimenten und numerischen Simulationen untersucht werden. In Simulationsrechnungen ermittelte Zusammenhänge zwischen den physikalischen Eigenschaften (Temperatur, Spezieskonzentrationen) eines turbulenten Verbrennungsprozesses werden dabei genutzt, um die Aussagekraft und Genauigkeit der Messergebnisse zu steigern. Hierzu soll das Konzept der intrinsischen niedrigdimensionalen Mannigfaltigkeiten (ILDM) zur vereinfachten Beschreibung von reaktiven Strömungen, das bereits erfolgreich für numerische Berechnungen eingesetzt wurde, auf experimentelle Anwendungen ausgedehnt werden. Unter Ausnutzung der ILDM-Korrelationen wird es möglich, durch Messung nur weniger Größen (Konzentrationen einiger chemischer Spezies, Temperatur) den thermochemischen Zustand der Flamme am Ort und zum Zeitpunkt der Messung vollständig zu bestimmen. Da es sich um die erste derartige Anwendung der ILDM handelt, geht es vor allem darum, die Potenziale und Grenzen der Methode auf experimentellem Gebiet zu ermitteln. Es werden dabei die lasergestützten Messverfahren laserinduzierte Fluoreszenz und Raman-Streuung angewandt; auf numerischer Seite soll das bestehende ILDM-Verfahren für den Einsatz in experimentelle Auswertungen erweitert werden.