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 in einer Versuchsbrennkammer
zum Bild Berechnete Temperatur in einer Versuchsbrennkammer

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 Verbrennung mit starken Effekten der chemischen Kinetik (z.B. Syngasverbrennung, Selbstzündung)
  • Periodisch oszillierende Verbrennungsvorgänge, Thermoakustik, Verbrennungslärm
  • Brennstoffzerstäubung und Sprayaufbereitung und -verdunstung, alternative Flüssigbrennstoffe (Synfuels)
  • Hybrid LES/RANS-Verfahren
  • Überschallverbrennung
  • Anwendungen von Simulationsverfahren für reale Brennkammern von Flugtriebwerken und stationären Gasturbinen sowie für Vergasungsreaktoren

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 Institut entwickelten Brennkammercodes THETA, TRUST, SPRAYSIM, TASCOM (für Überschallverbrennung) und kommerzielle Codes sowie Firmencodes.


Kontakt
Dr.-Ing. habil. Berthold Noll
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Verbrennungstechnik

Tel: +49 711 6862-413

Fax: +49 711 6862-578

E-Mail: Berthold.Noll@dlr.de
URL dieses Artikels
http://www.dlr.de/vt/desktopdefault.aspx/tabid-2158/3117_read-6789/