Experimentelle Untersuchungen der Flammenfrontstruktur von Zündkernen turbulenter Vormischflammen

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Wird ein Brennstoff/Oxidator-Gemisch, z.B. im Otto-Motor, durch einen fokussierten Laserstrahl lokal zum Zünden gebracht, so entsteht am Zündort ein sogenannter Zündkern, welcher sich instationär in Form einer Vormischflammenfront in das unverbrannte Gemisch ausbreitet. Die räumliche Ausdehnung solcher Zündkerne ist zunächst sehr gering, weshalb sie sich hinsichtlich der Interaktion mit dem turbulenten Strömungsfeld von ausgebildeten Vormischflammen unterscheiden. In dem beantragten Forschungsvorhaben soll die Flammenfrontstruktur und Ausbreitung von Zündkernen in einer hochturbulenten isotropen Methan/Luft-Kanalströmung mit laser-optischen Methoden untersucht werden. Mit der Rayleigh-Messtechnik sollen zweidimensionale Temperaturfelder simultan mit Laser-induzierter Fluoreszenz des OH-Radikals gemessen werden. Aus den gewonnenen Daten sollen die Flammenfrontkonturen bestimmt und spektral analysiert werden. Dabei sollen für die numerische Modellierung relevante Größen wie die lokale Krümmung, das Flammenoberflächenverhältnis und die turbulente Flammendicke ermittelt werden. Die turbulente Brenngeschwindigkeit soll mit Hilfe der Schlieren-Messtechnik bestimmt werden.