Berechnung der Lärmemission von turbulenten Flammen mittels kompressibler Grobstruktursimulation und Direkter Numerischer Simulation

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Henning Bockhorn
• Fachliche Zuordnung: Energieverfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 135863701

Übergeordnetes Ziel des Verbundvorhabens ist die Untersuchung der Entstehungsmechanismen sowie die quantitative Vorhersage des Verbrennungslärms turbulenter Flammen durch numerische Simulation. Hierzu wird in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern aus der ersten Projektförderphase (TP1 (Paschereit), TP2 (Janicka), TP3 (Schröder)) die um eine Pilotierung erweiterte generische Brennerkonfiguration im mager vorgemischten Bereich untersucht. Ein Ziel dieses Teilprojektes ist, das Verständnis für die Lärmentstehung in turbulenten Vormischflammen mit Hilfe der direkten numerischen Simulation (DNS) unter Verwendung detaillierter Reaktionsmechanismen weiter zu vertiefen und über eine detaillierte Beschreibung der turbulenten Flammen, einschließlich der Konzentrationen chemilumineszierender Spezies, Korrelationen zwischen Verbrennungslärm und einfach zu erfassenden Größen, z.B. Schwankungen der Wärmefrei-setzungsrate oder Schwankungen des lokalen turbulenten Spannungstensors, zu gewinnen. Dafür wird der in der ersten Förderperiode entwickelte DNS Löser in OpenFOAM weiter verwendet und ein Datensatz aus hochauflösender DNS als Referenz zur Validierung/Verbesserung von Grobstruktursimulation (LES) erstellt. Ein weiteres Ziel dieses Teilprojektes besteht darin, anhand der DNS Rechnung die inhärente Korrelation von angeregten chemilumineszenten Spezies wie OH* oder CH* mit der Wärmefreisetzungsrate zu untersuchen und zu quantifizieren. Schließlich ist der Einsatz hochauflösender LES in kompressibler Formulierung ein weiteres Teilziel dieses Teilprojektes, um Eingabefelder für die CAA-Rechnungen in TP3 (Schröder) bereitzustellen und um in Zusammenarbeit mit der Low-MA-LES aus TP2 (Janicka) die hier erarbeiteten Ergebnisse in der LES umzusetzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen