Modellierungskonzepte für die Chemie-Turbulenz-Interaktion bei Zünd- und Löschprozessen

点火和熄灭过程中化学-湍流相互作用的建模概念

• 批准号: 5439447
• 负责人: Professor Dr. Ulrich Maas
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Technische Thermodynamik (ITT)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2003-12-31 至 2006-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5439447?language=en
• 关键词: Modellierungskonzepte; die; Chemie; Turbulenz; Interaktion

Drallströmungen spielen eine große Rolle bei der Stabilisierung technischer Verbrennungssysteme. Trotz ihrer großen Bedeutung sind sie bis heute noch nicht hinreichend verstanden und ihre mathematische Modellierung im Hinblick auf die Auslegung technischer Verbrennungssysteme gestaltet sich außerordentlich schwierig. Einer der hauptsächlichen Gründe hierfür ist die intensive Kopplung von turbulenten Transportprozessen und chemischer Kinetik, die durch bestehende, einfache Modelle nur unzureichend wiedergegeben wird. Dies gilt insbesondere auch für instationäre Prozesse, wie den Flammenrückschlag im Falle vorgemischter Brennstoff-Luft Systeme oder das verbrennungsinduzierte Wirbelaufplatzen. In dem beantragten Vorhaben sollen mathematische Modelle erarbeitet werden, die es ermöglichen, die Kopplung zwischen chemischer Reaktion und turbulenten Mischungsprozessen zuverlässig zu beschreiben. Ausgangsbasis hierfür sind sowohl detaillierte kinetische Mechanismen als auch detaillierte Modelle für die Kopplung von Reaktions- und Transportprozessen. Diese Modelle sollen dann im Rahmen hierarchischer Modellierungskonzepte mit einem minimalen Verlust an Genauigkeit so vereinfacht werden, dass sie in Programmen zur Modellierung turbulenter Drallflammen (URANS, LES) mit einem vertretbaren Rechenzeitaufwand implementiert werden können. Die zur Erreichung dieser Ziele verwendete Methodik basiert auf einer Kombination verschiedener Verfahren. Zentraler Baustein ist hier die Beschreibung der Chemie-Turbulenz-Wechselwirkung durch Lösung der Transportgleichung für die gebundene Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion von Geschwindigkeit und Skalaren. Diese Methode behandelt die chemische Reaktion exakt und benötigt hierfür keine kommt ohne Schließungsannahmen. Der beachtliche rechnerische Aufwand wird durch die Verwendung automatisch reduzierter Reaktionsmechanismen (ILDM-Methode) minimiert. Die ungeschlossenen molekularen Transportterme sollen unter Verwendung von Informationen aus detaillierten numerischen Simulationen geschlossen werden. Wegen des hohen rechnerischen Aufwandes sollen in dem Projekt nur einfache geometrische Konfigurationen modelliert werden. Aus den Arbeiten lassen sich jedoch verbesserte Ansätze fürpresumed PDFs ableiten, die dann in anderen Modellierungskonzepten (URANS, LES) verwendet werden können.

Drallströmungen spielen eine greße Rolle bei der Stabilisierung technischer Verbrennungssysteme. Trotz hirer greßen Bedeutung sind sie bis heute noch nochten verstanden and ihre mathematische modelierung im Hinblick auf the Auslegung technischer Verbrennungssysteme gestaltet sich außerordentlich schwierig. Einer der hauptsächlichen Gründe hierfür is die intensive Kopplung von transmartprozessen und chemischer Kinetik，die durch bestehende，einfache Model努尔unzureichend wiedergeben. Dies gilt insbesondere auch für instationäre Prozesse，wie den Flammenrückschlag im Falle vorgemischter Brennstoff-Luft Systeme oder das verbrennungsinduzierte Wirbelaufplatzen.在数学模型中，数学模型韦尔登是一个非常复杂的过程，它包括化学反应和混合动力过程。Ausgangsbasis hierfür sind sowohl detaillierte kinetische Mechanismen als auch detaillierte Modelle für die Kopplung von Reaktions- und Transportprozessen.这种模型只适用于带有最小化和通用化的层次模型，因为它可以在带有最小化规则和实现规则的程序设计中使用。这种方法是以一种混合的方法为基础的. Zentraler Baustein是一种通过输运流体对Geschwindigkeit和Skalaren的流体动力学特性进行化学-湍流-水选择的方法。这种方法需要化学反应，而且不会产生任何化学反应。海滩的恢复将通过最小化的自动化反应机制（ILDM方法）来实现。通过详细的数值模拟韦尔登，我们可以了解到分子输运过程。在这个项目中，我们只需要一个韦尔登的几何构形。Aus den Arbeiten lassen sich jedoh verbesserte Ansätze fürproposed PDF ableiten，die dann in anderen Modellierungskonzepten（URANS，LES）verwendet韦尔登können.