Das Projekt "Russausbrand unter hohen Druecken (DFG Pe 241/8-1)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Fachbereich 4, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl und Institut für Technische Mechanik durchgeführt. Als Grundlage fuer eine Simulation der Russbildung in Dieselmotoren sollen Messdaten in stationaeren laminaren Diffusionsflammen unter hohen Druecken erstellt werden. Ein Schwerpunkt liegt in der Untersuchung des Russausbrandes, der wesentlich den Russausstoss des Dieselmotors mitbestimmt. Durchgefuehrt werden die Untersuchungen an einer teilweise vorgemischten Gegenstromdiffusionsflamme. Kontrollparameter sind Druck, Temperatur, Partikelverweilzeit, Partikelanzahl, Partikelgroesse. Im Rahmen des Projekts wird ein Modell entwickelt, das die Bildung von Russpartikeln und deren Ausbrand unter dieselmotorischen Bedingungen beschreibt. Bei der Modellierung muss die Leistungsfaehigkeit heutiger und zukuenftiger Supercomputer beachtet werden. Bereits in der Literatur beschriebene Modelle sind entweder grob vereinfachend oder koennen mit den zur Verfuegung stehenden Computern nur auf einfache Flammenkonfigurationen angewandt werden.
Das Projekt "Russausbrand unter hohen Druecken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Fachbereich 4, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl und Institut für Technische Mechanik durchgeführt. Als Grundlage fuer eine Simulation der Russbildung in Dieselmotoren sollen Messdaten in stationaeren laminaren Diffusionsflammen unter hohen Druecken erstellt werden. Ein Schwerpunkt liegt in der Untersuchung des Russausbrandes, der wesentlich den Russausstoss des Dieselmotors mitbestimmt. Durchgefuehrt werden die Untersuchungen an einer teilweise vorgemischten Gegenstromdiffusionsflamme. Kontrollparameter sind Druck, Temperatur, Partikelverweilzeit, Partikelanzahl, Partikelgroesse. Die verwendete Druckkammer laesst Messungen bis zu einem Druck von 30 bar zu.
Das Projekt "Flammbarkeitsgrenzen laminarer Diffusionsflammen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Fachbereich 4, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl und Institut für Technische Mechanik durchgeführt. In technischen Anwendungen wie Gasturbinen, Haushaltsbrennern oder Motoren mit Abgasrueckfuehrung werden zunehmend magere Gemische zur Erzielung niedriger Schadstoffemissionen verwendet. Dabei koennen Probleme aufgrund des Verloeschens sehr magerer Gemische auftreten. Bei abgemagerten Gemischen in der Naehe der Loeschgrenze sind aufgrund des verlangsamten Brennstoffumsatzes sehr geringe Stroemungsgeschwindigkeiten erforderlich, so dass durch Auftriebseffekte die Einfluesse von Streckung und Strahlungsverlusten nur unzureichend erfasst werden koennen. Mit Hilfe einer Stoerungsrechnung soll der Einfluss der Auftriebskraefte auf die Flammbarkeit erfasst werden. Dazu wird in einer asymptotischen Analyse eine Stoerungsgleichung fuer das Problem hergeleitet, die fuer kleine Auftriebskraefte eine Trennung der die Flammbarkeit beeinflussenden Effekte erlaubt. Durch numerische Simulationen mit detaillierter Reaktionskinetik ist dann eine genaue Analyse des Loeschverhaltens moeglich. Der Stoerungsansatz ist bereits formuliert worden und erste Berechnungen haben ihn bestaetigt.
Das Projekt "Numerische Simulation der Selbstzuendung und Verbrennung in teilweise vorgemischten turbulenten Stroemungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Fachbereich 4, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl und Institut für Technische Mechanik durchgeführt. Entwicklung von Modellansaetzen zur Berechnung partiell vorgemischter turbulenter Verbrennung in nichtvorgemischten Systemen. Direkte numerische Simulation mit aufgeloesten numerischen Skalen - Loesung der Navier-Stokesschen Gleichungen - Verwendung von Ein-Schritt- oder Mehr-Schritt-Modellen fuer die chemische Kinetik. Verbrennungsmodellierung mit dem Flameletkonzept fuer Diffusionsvormischflammen in Verbindung mit direkter numerischer Simulation der Turbulenz und bei Verwendung von Turbulenzmodellen.
Das Projekt "Experimentelle und numerische Untersuchungen der Flammenstruktur in abgehobenen laminaren und turbulenten Diffusionsflammen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Fachbereich 4, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl und Institut für Technische Mechanik durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist es, experimentell und theoretisch die Flammenstruktur von teilweise vorgemischten laminaren und turbulenten Diffusionsflammen am Beispiel von abgehobenen Diffusionsflammen zu untersuchen. Um die Mechanismen der Flammenausbreitung im Detail zu verstehen, soll einerseits ein laseroptisches Messverfahren angewendet werden, welches in der Lage ist, zeitgleich eindimensionale Profile der wichtigsten chemischen Komponenten sowie die zweidimensionale Struktur der Reaktionszone einer laminaren abgehobenen Diffusionsflamme zu bestimmen. Desweiteren soll das Stroemungsfeld visualisiert und dessen Geschwindigkeit bestimmt werden. Andererseits sollen numerische Berechunungen die zweidimensionale thermisch-chemische Struktur untersuchen. An der Abhebestelle der Diffusionsflamme bildet sich eine sogenannte Tripelflamme aus. Derartige Tripelflammen stellen ein wichtiges Element bei der Flammenausbreitung in geschichteter Mischung dar. Fuer die experimentellen Untersuchungen wird ein kombiniertes Raman-Rayleighmessverfahren entlang einer Linie fuer die stabilen Komponenten und die Temperatur sowie ein Messverfahren auf der Basis Laser-induzierter Fluoreszenz fuer das OH-Radikal (OH-LIPF) eingesetzt werden. Die Bestimmung der zugehoerigen Flammenfrontstruktur soll mittels zweidimensionaler Laser-induzierter Fluoreszenzmessungen des CH-Radikals erfolgen. Das Stroemungsfeld und dessen Geschwindigkeit werden mit Particle-Image-Velocemetrie (PIV) visualisiert und berechnet. Gleichzeitig sollen als Grundlage fuer eine Modellbildung direkte numerische Simulationen der laminaren abgehobenen Diffusionsflamme mit reduzierten Reaktionsmechanismen durchgefuehrt werden. Bei einer bisherigen Arbeit zu teilweiser vorgemischter Verbrennung war in Experimenten eine erheblich schnellere Flammenausbreitung beobachtet worden, als sie auf Grund bisheriger Modellvorstellungen erwartet werden konnte.