Direkte numerische Simulation der Flammen / Akustik-Wechselwirkung

点击翻译按钮获取中文摘要

Dieses Vorhaben verfolgt gleichzeitig zwei Ziele. Auf der einen Seite wird die Wechselwirkung zwischen einer turbulenten Flamme und einer akustischen Welle detailliert untersucht. Hierbei wird bestimmt, inwieweit die Flamme zu einer Verstärkung bzw. zu einer Dämpfung der akustischen Welle führt. Neuere Versionen des berühmten Rayleigh-Kriteriums können anhand dieser Simulationen entwickelt und getestet werden. Parallel dazu werden mehrere turbulente Flammmen berechnet, die als Validierung für die Ergebnisse der Grobstruktursimulation, die in anderen Gruppen durchgeführt wird, verwendet werden. Für beide Probleme werden numerische Simulationen mit denselben Programmen durchgeführt. Es handelt sich um so genannte Direkte Numerische Simulationen (DNS), da diese die einzige Möglichkeit bieten, die gewünschte Genauigkeit und Modellunabhängigkeit zu erreichen. In der DNS werden keine separaten Modelle für die Turbulenz eingesetzt, sondern die Navier-Stokes-Gleichungen direkt gelöst. Die Beschreibung der Flamme erfogt anhand akkurater physikalischer Modelle, unter Berücksichtigung aller wichtigen Zwischenradikale. Diffusionsprozesse und thermodynamische Eigenschaften werden mit hoher Genauigkeit beschrieben, so dass hiermit auf jeden Fall genaue Angaben über die innere Struktur der Flamme und der reaktiven Strömung gewonnen werden. In dieser ersten Phase des Projektes werden vorzugsweise Methan-Vormischflammen betrachtet.