Detailed Modeling and Simulation of Thermodynamically Non-Ideal, Laminar and Turbulent Spray Combustion of Multicomponent Liquids

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Bernd Rogg
• Subject Area: Fluid Mechanics
• Term: from 2013 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 232079653

• Final Report Year: 2018

Final Report Abstract

Im diesem Forschungsprojekt folgende Ziele verfolgt: (i) die Entwicklung einer allgemeinen, auf den grundlegendsten physikalischen Prinzipien beruhenden, PDF-basierten Formulierung der Grundgleichungen für reaktive Sprays, (ii) für beliebige mehrkomponentige, flüssige Brennstoffgemische, (iii) für reale, also nicht-ideale, thermodynamische Bedingungen, (iv) unter Berücksichtigung detaillierter Gasphasenchemie sowie (v) die Umsetzung der dabei gewonnenen Erkenntnisse in einem höchst effizienten, 3-dimensionalen Monte-Carlo Computer Code. Erreicht wurden von diesen Zielen die Punkte (i) bis (iv). Beim Punkt (v) sind einige Abstriche zu machen: 3-dimensionale Simulationen konnten aufgrund der unerwartet hohen Rechenzeiten trotz Parallelisierung des Computerprogrammes und trotz des Einsatzes von Höchstleistungsrechnern (noch) nicht erfolgreich durchgeführt werden. Stattdessen wurde, in Abweichung von der Antragstellung, viel Aufwand für die Entwicklung verbesserter Parallelisierungsstrategien betrieben so, daß zumindest mit gutem Erfolg und guten Ergebnissen räumlich 2-dimesionale Simulationen durchgeführt werden konnten. Zukünftiges Forschungspotential sieht der Antragsteller insbesondere in der Entwicklung leistungsfähiger Parallisierungsstrategien, was insbesondere auch die Nutzung von Grafikkarten für nicht-grafische Zwecke einschließt.

Publications

• Detailed Flame-Structure Predictions with a Fully Stochastic Particle Method, Proceedings, 8th International Seminar on Flame Structure (Flame Structure 2014), 21-24. September 2014, Berlin Institute of Technology, ISBN 978-3-943685-96-1
  S.J. Baik und B. Rogg
  
• Detaillierte Modellierung und Simulation der Zündung und Verbrennung mehrkomponentiger Brennstofftropfen unter Hochdruckbedingungen, Proceedings, 27. Deutscher Flammentag, 16 - 17. September 2015, Technische Universität Clausthal, Clausthal-Zellerfeld, S. 741-746, ISBN 978-3-18-092267-6
  K. Azizi und B. Rogg
  
• PDF-Modeling and Simulation of Turbulent Two-PhaseCombustion, Proceedings, 27. Deutscher Flammentag, 16 - 17. September 2015, Technische Universität Clausthal, Clausthal-Zellerfeld, S. 531-539, ISBN 978-3-18-092267-6
  S.J. Baik und B. Rogg
  
• Full PDF-Modelling and Parallel Simulation of Liquid-Fuelled Turbulent Spray Flames, Proceedings, 28. Deutscher Flammentag, 06 - 07. September 2017, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt
  S.J. Baik und B. Rogg
  
• Modeling and Simulation of Reactive Sprays with Full Joint-PDF Methods, Proceedings, 8th European Combustion Meeting, 18-24. April 2017, Hotel Valamar Lacroma, Dubrovnik, Kroatien
  S.J. Baik und B. Rogg