Numerische Beschreibung technischer Verbrennungssysteme:
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| Published: |
Göttingen
Optimus-Verl.
2013
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| Edition: | 1. Aufl. |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
1.1 MOTIVATION 2
1.2 STAND DER FORSCHUNG 2
1.3 ZIEL DER ARBEIT 4
1.4 STRUKTUR DER ARBEIT 5
2 GRUNDLAGEN TURBULENTER STROEMUNGEN 7
2.1 STROEMUNGSFORMEN 7
2.2 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG TURBULENTER STROEMUNGEN 8
2.3 DIE ENERGIEKASKADE 9
2.4 GLEICHUNGEN DER STROEMUNGSDYNAMIK 11
2.4.1 MASSCNCRHALTUNGSGLEICHUNG 11
2.4.2 SPEZIESTRANSPORTGLEICHUNG 12
2.4.3 IMPULSERHALTUNGSGLCICHUNG 12
2.4.4 ENERGIEBILANZGLEICHUNG 13
2.4.5 MATERIALGESETZC 13
2.4.6 ZUSTANDSGLEICHUNGCN 14
2.4.7 ZUSAMMENFASSUNG DES GLEICHUNGSSYSTCMS 15 .
2.5 TURBULENZMODELLIERUNG IG
2.5.1 DIREKTE NUMERISCHE SIMULATION (DNS) 17
2.5.2 REYNOLDS AVERAGCD NAVIER STOKES (RANS) 17
2.5.3 LARGE EDDY SIMULATION (LES) 18
2.5.3.1 FILTERUNG : . 19
2.5.3.2 DAS SMAGORINSKY-MODELL 20
2.5.3.3 DIE GERMAN O-PROZEDUR 21
3 GRUNDLAGEN DER VERBRENNUNG 23
3.1 REAKTIONSKINETIK 23
3.2 DIFFUSIONSFLAMMEN 25
3.2.1 FGM-MODELL 27
3.2.1.1 MISCHUNGSBRUCHGLCICHUNG 28
3.2.1.2 CHCMICTABELLE 29
3.2.1.3 PRESUMED PROBABILITY DENSITY FUNCTION (PRESUMED PDF) 34
3.2.1.4 ZUSAMMENFASSUNG FGM-MODELL 36
3.3 VORMISCHFLAMMCN 37
3.3.1 FLAMMENAUSBREITUNGSGESCHWINDIGKEIT UND FLAMMENDICKE 38
3.3.2 REGIMEDIAGRAMM VORGEMISCHTCR VERBRENNUNG 40
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INHALTSVERZEICHNIS
3.3.3 NUMERISCHE BEHANDLUNG 41
3.3.3.1 ATF-MODELL 43
3.4 PARTIELLE VORMISCHUNG 49
3.4.1 KOMBINIERTES MODELL FUER PARTIELL VORGEMISCHTE SYSTEME 49
3.4.1.1 FLAMMENSENSOR '. 50
3.4.1.2 ZUSAMMENFASSUNG ATF-FGM-MODELL . 51
4 NUMERISCHE UMSETZUNG 53
4.1 DER LOESER PRECISE-UNS 53
4.2 DISKRETISIERUNG 54
4.2.1 KONVEKTIVER TERM 55
4.2.2 DIFIUSIVER TERM 56
4.2.3 INSTATIONAERER TERM . 57
4.3 NUMERISCHES'GESAMTVERFAHREN 58
4.3.1 DRUCKKORREKTUR 58
4.3.2 BEHANDLUNG DER DICHTE 59
4.4 LAPLACE-OPERATOR : 62
4.5 FLAMMENSENSOR UND FLAMMENINDIKATOR 63
5 VERIFIKATION UND VALIDIERUNG 65
5.1 DICHTESPRUNG 65
5.1.1 NUMERISCHER AUFBAU 66
5.1.2 ERGEBNISSE 66
5.2 EINDIMENSIONALE, LAMINARE FLAMME 72
5.2.1 NUMERISCHER AUFBAU 72
5.2.2 ERGEBNISSE 73
5.3 ATF-MODELL 76
5.3.1 AUFDICKUNG 76
5.3.1.1 AUFDICKUNG IM DREIDIMENSIONALEN FALL 78
5.3.2 LAPLACE-OPERATOR 80
5.3.3 EFFIZIENZFUNKTION 82
5.4 KOMBINIERTES MODELL ZUR BERECHNUNG VERSCHIEDENER VERBRENNUNGSMODEN .
. 82
5.4.1 EINDIMENSIONALE, LAMINARE FLAMME 83
5.4.2 GCGENSTROMKONFIGURATION 85
6 ANWENDUNGEN 89
6.1 PILOTICRTE STRAHLFLAMME - FLAMME D 89
6.1.1 EXPERIMENTELLER AUFBAU 90
6.1.2 NUMERISCHER AUFBAU 92
6.1.3 ERGEBNISSE 93
6.1.3.1 GITTERVARIATION 95
6.1.3.2 ZEITSCHRITTVARIATION 100
6.1.3.3 ANWENDUNG VERSCHIEDENER VERBRENNUNGSMODELLE . 102
6.1.4 ZUSAMMENFASSUNG 107
6.2 VORGEMISCHTE DRALLFLAMME - TECFLAM-DRALLBRENNER 107
6.2.1 EXPERIMENTELLER AUFBAU 108
INHALTSVERZEICHNIS
6.2.2 NUMERISCHER AUFBAU 110
6.2.3 ERGEBNISSE - ISOTHERM 113
6.2.3.1 AUFTEILUNG DES MASSENSTROMS 113
6.2.3.2 GITTERVARIATION 116
6.2.3.3 ZEITSCHRITTVARIATION 117
6.2.4 ERGEBNISSE - REAGIEREND 118
6.2.4.1 GITTERVARIATION 121
6.2.4.2 ZEITSCHRITTVARIATION 124
6.2.4.3 ANWENDUNG VERSCHIEDENER VCRBRENNUNGSMODELLC 127
6.2.5 ZUSAMMENFASSUNG 127
6.3 GENERISCHER BRENNER 120
7 .ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 131
LITERATURVERZEICHNIS 133
III |
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