Softwareentwicklung spielt in allen Bereichen des Instituts, von der Forschung bis zur Anwendung, eine entscheidende Rolle. Bei allen Softwareentwicklungen im Institut werden die Prinzipien und Tools des Research Software-Engineering eingesetzt, um Anwendungen zu schaffen, die komplexe wissenschaftliche Daten effizient verarbeiten, analysieren und visualisieren können.
Für die Softwareentwicklung werden moderne Software-Tools wie die DLR GitLab Instanz für zeitgemäße kollaborative Softwareentwicklung eingesetzt, um die Software-Engineering Richtlinien des DLR umzusetzen und letztendlich die Qualität und Funktionalität sowie die Wartbarkeit und Erweiterbarkeit unserer Forschungssoftware zu gewährleisten.
Unsere Software-Tools finden Anwendung in nationalen und internationalen Forschungsprojekten und werden auch für Direktaufträge eingesetzt - wie beispielsweise die SimFuel Plattform für das Prescreening neuer Treibstoffkandidaten (SAF) vor der Zulassung in der Luftfahrt.
Grundlage jeder theoretischen Betrachtung von Verbrennungsprozessen sind chemische Reaktionsmechanismen, die oft sehr umfangreich sind. Für eine Nutzung in der numerischen Strömungsmechanik oder theoretische Betrachtungen und Modellentwicklungen ist oft eine Reduktion der ursprünglichen Mechanismen auf deutlich kleinere, für einen "Betriebsbereich" optimierte reduzierte Mechanismen nötig. Hierbei bietet das Programm linTM ein exzellentes Werkzeug zur effizienten Reduktion von chemischen Reaktionsmechanismen.
Mikrogasturbinen-basierte und neuartige Kreislaufprozesse werden mit dem Prozesssimulator MGTS3 untersucht und optimiert. Dabei können beliebige Anlagekomponenten verschaltet und sowohl in ihrem stationären als auch dynamischen Verhalten untersucht werden.
Das Programm ProCoSim ermöglicht die Prozesssimulation von Anlagenverbünden, bestehend aus Produzenten, Speichern und Verbrauchern. So kann beispielsweise die Betriebsstrategie von Heizkraftwerken zur Versorgung von Bürogebäuden optimiert und dafür eingebundene Wärmespeicher dimensioniert werden, um den Bedarfsprofilen über das ganze Jahr gerecht zu werden.
Zur Bewertung und Optimierung existierender und zukünftiger nachhaltiger Treibstoffe - vor allem der sogenannten sustainable aviation fuels (SAF) - wurde mit der SimFuel-Plattform eine interaktive, interdisziplinäre und kollaborative digitale Plattform für die Bewertung und Optimierung von Treibstoffen geschaffen, die kontinuierlich im Team weiterentwickelt wird. Neben state-of-the-art Modellen von Treibstoffeigenschaften wurde auch eine umfassende Datenbank aufgebaut, die aktuell 15000 konventionelle Jet-Treibstoffe und 450 neuartige Treibstoffe enthält. Die Plattform bietet insbesondere auch eine Schnittstelle sowie interaktive web-dashboards, die externen Projektbeteiligten und Kunden eine optimale Nutzung für kollaborative Forschung ermöglichen.
Für die effiziente Berechnung turbulenter, chemisch reagierender Strömungen in komplexen drei-dimensionalen Geometrien wird der institutseigene Verbrennungscode ThetaCOM kontinuierlich weiterentwickelt. Dabei können sowohl komplexe Detailprobleme untersucht als auch Anwendungsrechnungen im Rahmen von Designprozessen durchgeführt werden.
Simulation einer Strahlflamme
Dargestellt sind das Temperaturfeld sowie Isoflächen der Wirbelstärke (im Vordergrund).
