Johann Georg Wäsle - Lehrstuhl für Thermodynamik - TUM

Vorhersage von Verbrennungslärm
Anders als bei der Formulierung von Skalierungsregeln für die akustische Leistung
herrschte bei der Beschreibung der charakteristischen Frequenz und der
räumlichen Kohärenz der Flamme ein breiter Konsens.
Charakteristische Frequenz
Bei der Bestimmung der charakteristischen Frequenz kristallisierte sich
schnell heraus, dass fc mit dem Kehrwert des turbulenten Zeitmaßes τtur b
skalieren muss
fc ∝ 1
τtur b
= u′ r ms
lt
(2.44)
und dass dies jedoch nur bei Flammen mit hoher Damköhlerzahl Da → ∞ zu
zufriedenstellenden Lösungen führt. Deswegen werden verschiedenste Modifikationen
vorgeschlagen, um Chemie- und Geometrieeinflüsse zu berücksichtigen.
Bragg [6] schlägt als Längenmaß nicht l t, sondern die laminare
Flammendicke δL vor. Hassan [21] erkennt die Bedeutung der turbulenten
Brenngeschwindigkeit für fc, hat aber keine Möglichkeit, diese zu bestimmen
und wählt letztendlich st = sL. Strahle wählt in seiner bedeutenden Arbeit [82]
den in Gl. 2.44 gezeigten Ansatz, ist sich jedoch bewusst, dass zwar fc von der
Fluidmechanik dominiert sein muss, jedoch aufgrund von Chemieeinflüssen
deren Bestimmung schwierig sein wird.
Manche Autoren wie Abugov et al. [1], Rajaram & Lieuwen [68], Rajaram et
al. [70] oder Shivashankra et al. [77] diskutieren Ansätze, bei denen geometrische
Größen, in der Regel der Düsendurchmesser, als charakteristische Länge
gewählt werden. Sie finden jedoch, dass diese Ansätze die Abhängigkeiten
bezüglich Änderungen in der Flammencharakteristik nicht voll wiedergeben
können.
Ein von Gl. 2.44 abweichender Ansatz wurde von Wäsle et al. [98] gefunden
und in der Literatur von Rajaram et al. [66] bestätigt. Dabei wird fc nicht aus
zeitmaßbestimmenden Größen, sondern mit Hilfe von globalen Parametern
fc = ubulk
L f l
30
(2.45)