Axel Schönbucher

Vorhersage von Strömungen

Validierung von CFD-Modellen zur Vorhersage von reagierenden und nicht reagierenden Strömungen

MBFSt-Kennziffer: 2850 Abschlussbericht (2011)

Mit CFD werden unter Verwendung der Large-Eddy-Simulation und eines assumed-pdf-Ansatzes transiente und zeitlich-gemittelte Flammentemperaturen, Flammengasdichten und Spezieskonzentrationen in einer Hexanflamme vorhersagt. Mit den vorhergesagten Flammengasdichten und Spezieskonzentrationen lassen sich, unter Berücksichtigung der spezifischen Refraktion des Flammengasgemisches, Brechzahlfelder berechnen. Durch Integration von dicht aufeinander folgenden x,y-Schnittebenen der Brechzahldifferenz von Flamme und Umgebung lassen sich Interferogramme, sowohl reagierender (Flamme) als auch nicht reagierender Strömungen (Helium) vorhersagen.

Zur Validierung der CFD-Submodelle wurden die simulierten Dichte-, Konzentrations- und Temperaturprofile mit den experimentellen Profilen verglichen, wobei eine ziemlich gute Übereinstimmung erzielt wurde. Es zeigte sich, dass die verwendeten Submodelle zur Vorhersage von insbesondere reagierender als auch nicht reagierender Strömungen geeignet sind und als validiert betrachtet werden können.