Flammenbeschleunigung in Drallströmungen
Final Report Abstract
Die Ziele diese Forschungsvorhabens (DFG Za 270/2-1 CIVB) sind die numerische Simulation des verbrennungsinduzierten Wirbelaufplatzens unter besonderer Berücksichtigung der vor allem in Flammenspitze sich abspielenden Effekte der Streckung und Krümmung. Dieser Vorgang der Interaktion von reaktiver Wärmefreisetzung und turbulenter Fluiddynamik wird über das in Kapitel 2.3.3 beschriebene FSD Modell erfasst. Die Wechselwirkung der Fluiddynamik auf die Brenngeschwindigkeit wird hierbei zusätzlich berücksichtigt (vgl. Kapitel 2.3.3.3), sodass Detailvorgänge in Nähe der Flammenspitze, wie beispielsweise das Flammenlöschen beschrieben werden können. Der Arbeits- und Ergebnisteil dieses Abschlussberichtes zeigt, dass die verfolgte Strategie dieses Forschungsvorhabens zielorientiert ist und zu physikalisch sinnvollen Ergebnissen führt, die in wichtigen Punkten in Übereinstimmung mit bisherigen experimentell gewonnenen Erkenntnissen sind. Nachfolgend werden nochmals die wichtigsten Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens zusammenfassend aufgeführt: - Gute Übereinstimmung zwischen numerisch ermitteltem und experimentell bestimmtem isothermen Strömungsfeld - Die große Bedeutung der Strömungsmechanik auf das verbrennungsinduzierte Wirbelaufplatzen wurde physikalisch nachgewiesen - Implementierung des FSD Modells in CFX-11.0 und Validierung des Modells - Erfolgreiche Simulation des verbrennungsinduzierten Wirbelaufplatzens - Wesentliche physikalische Merkmale des CIVB-Phänomens werden richtig wiedergegeben - Ohne Anpassung von Modellkonstanten wurde ein Rückschlagsdiagramm erfolgreich ermittelt, das die physikalischen Effekte des Luftmassenstroms und der Vorwärmtemperatur richtig vorher sagt. - Erweiterung des FSD Modells zur Erfassung der auf detaillierter Chemie basierenden, von der Streckungsrate abhängigen Brenngeschwindigkeit. - Bestimmung von Streckungsraten abhängigen laminaren Brenngeschwindigkeiten - Abhängigkeit der Brenngeschwindigkeit von der Streckungsrate in Übereinstimmung mit der Literatur
