Modeling of ignition and soot formation in lifted Diesel sprays

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In Dieselsprays setzt die Verbrennung bei der Verwendung von kleineren Lochdurchmessern nicht mehr unmittelbar am Düsenloch sondern erst weiter stromab ein. Dieser Vorgang ist mit dem der Verbrennung in abgehobenen turbulenten Gas-Diffusionsflammen vergleichbar. Unterschiede ergeben sich jedoch aufgrund des Vorhandenseins von Tropfen und deren Verdampfung sowie des Selbstzündungsvorgangs des Gemisches. In diesem Vorhaben soll, aufbauend auf Erfahrungen des Antragstellers bei der Modellierung von abgehobenen Gas-Diffusionsflammen, der Stabilisierungsmechanismus in abgehobenen Dieselsprays modelliert werden. Dazu soll die turbulente Mischung und Verdampfung der flüssigen Phase mit einer Euler-Euler-Formulierung beschrieben werden, die Modellierung der Verbrennung soll mit Flamelet-Ansätzen erfolgen. Darin werden detaillierte chemische Mechanismen verwendet. Eine wichtige Frage betrifft die erste Selbstzündung des Gemisches durch Niedrigtemperaturkinetik vor Erreichen der Abhebehöhe. Zur Beschreibung der Stabilisierung an der Abhebehöhe wird ein Level-Set-Ansatz für die Flammenausbreitung in teilweise vorgemischten Systemen verwendet, der sich bereits bei abgehobenen Gas-Diffusionsflammen bewährt hat. Dieser Ansatz soll dahingehend erweitert werden, dass Vorreaktionen auf Grund der Niedrigtemperaturkinetik berücksichtigt werden können.