pdf-download - Lehrstuhl für Thermodynamik - Technische ...

6 Zusammenfassung und Ausblick
In dieser Arbeit wurde ein Modell erstellt, welches eine effiziente Berechnung
der Turbulenz-Chemie Interaktion in einem detaillierten Reaktionsmechanismus
erlaubt. Dieses Modell basiert auf einer hochdimensionalen Tabelle,
mit welcher effizient die thermo-chemischen Zustände in einer CFD-
Simulation ein- und ausgelesen werden können. Weiterhin wurde die Modellierung
der Überschallverbrennung untersucht, indem ein für die Anwendung
einsatzbereites assumed-PDF Verbrennungsmodell bewertet wurde. Dieses
Verbrennungsmodell besitzt die Fähigkeit, die detaillierten chemischen Vorgänge
nicht nur aus den Mittelwerten von Temperatur und Gaszusammensetzung
zu bestimmen, sondern auch deren Schwankungswerte in die Berechnung
mit einzubeziehen. Zur Beurteilung dieses Verfahrens wurde das zu Validierungszwecken
durchgeführte Experiment von Cheng et al. [CWP + 94] herangezogen,
in welchem exakte Messungen von Mittel- und rms-Wert der reaktiven
Variablen in einer Überschall-Jetflamme vorgenommen worden waren.
Der Mechanismus der Flammenstabilisierung in einer Überschallströmung
ist die Selbstzündung. Die Zündverzugszeit bzw. die Zündlänge hängen dabei
stark von der Temperatur, dem Druck sowie der Gemischzusammensetzung
ab, weshalb die detaillierte Betrachtung der Chemie unerlässlich ist.
Kleine Veränderungen der reaktiven Variablen haben einen starken Einfluss
und verändern spürbar die Zündlänge. Weil Schwankungen von Temperatur
und Speziesmassenbrüchen sich in nichtlinearer Weise auf die Reaktion auswirken,
muss eine Berechnung, die nur auf zeitlichen Mittelwerten dieser Variablen
basiert, zu Fehlern führen. Somit ist die Turbulenz-Chemie Interaktion
ein wichtiger Mechanismus bei schwach stabilisierten Flammen im Überschall.
Für die genaue Berechnung der Zündlänge ist die alleinige Betrachtung
der zeitgemittelten Temperatur ungenügend, weil dadurch die meisten
Geschwindigkeitskoeffizienten im Reaktionsmechanismus einen deutlich zu
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