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Numerische Simulation



Leitung: Dr.-Ing. habil. B. Noll

Die Entwicklung von emissionsarmen Gasturbinen-Brennkammern setzt die Beherrschung der ablaufenden physikalisch-chemischen Vorgänge voraus. Aufgrund der Komplexität dieser Prozesse und der hochgesteckten Zielsetzungen (geringste Schadstoffemissionen, niedrige thermische und mechanische Wandbelastung, leiser, stabiler Betrieb) kann die künftige Entwicklung von modernen Gasturbinen-Brennkammern nur noch im Zusammenspiel von gezielten Experimenten und der numerischen Simulation erreicht werden.

 Berechnete Temperatur- (linke Hälfte) und CO-Konzentrationsverteilung (rechte Hälfte) in einer FLOX® - Brennkammer
zum Bild Berechnete Temperatur- (linke Hälfte) und CO-Konzentrationsverteilung (rechte Hälfte) in einer FLOX® - Brennkammer

In jüngster Zeit wird zur Reduzierung der Produktkosten auch in High-Tech-Bereichen eine wesentliche Reduzierung der Entwicklungszeiten für neue Produkte angestrebt. Auch dieses Ziel ist oft nur durch einen verstärkten Einsatz von zuverlässigen und genauen Berechnungscodes erreichbar. Dazu müssen aber die verfügbaren Berechnungsverfahren noch wesentlich verbessert werden.

Dieser Aufgabe dienen die Arbeiten der Forschungsabteilung "Numerische Simulation" des Instituts für Verbrennungstechnik. Thematische Schwerpunkte sind hier:

  • Schadstoffbildung in Flammen (z. B. Ruß, NOx)
  • Turbulente Wärmefreisetzung bei langsamer chemischer Kinetik (Turbulenz-Chemie-Interaktion)
  • Thermische und mechanische Wechselwirkung der Brennkammerwände mit der heißen Gasströmung; Wärmestrahlung
  • Periodisch oszillierende Verbrennungsvorgänge, Thermoakustik, Verbrennungslärm
  • Brennstoffzerstäubung und Sprayaufbereitung und -verdunstung, alternative Flüssigbrennstoffe (Synfuels)
  • Hybrid LES/RANS-Verfahren
  • Überschallverbrennung
  • Anwendungen von Simulationsverfahren für Brennkammern von Flugtriebwerken und stationären Gasturbinen

Hierzu werden Forschungsarbeiten in Zusammenarbeit mit anderen Forschungsinstituten und der Industrie auf nationaler und europäischer Ebene durchgeführt. Weitere Arbeiten laufen im Rahmen von DLR-internen Projekten.

Zur Durchführung dieser Forschungsarbeiten verfügt die Arbeitsgruppe über die im DLR entwickelten Brennkammercodes THETA, TRUST, TASCOM (für Überschallverbrennung) und kommerzielle Codes sowie Firmencodes.


Kontakt
Dr.-Ing. habil. Berthold Erich Noll
Abteilungsleiter Numerische Simulation

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Verbrennungstechnik
, Numerische Simulation
Stuttgart

Tel.: +49 711 6862-413

Fax: +49 711 6862-578

Arbeitsgebiete
Brennstoffsprays
Numerische Methoden
Rußsimulation
Verbrennungslärm
Verbrennungs- schwingungen
Wandwärmebelastung
Überschall- Verbrennung
Software
THETA
SPRAYSIM
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