Geophysical Fluid Dynamics

Verbrennungsgasdynamik

Der zweite größere Arbeitsbereich der Gruppe betrifft die Dynamik von Verbrennungsprozessen. Hier interessieren uns insbesondere

- Numerische Verfahren zur Verfolgung von Flammenfronten und zur Modellierung der innerhalb einer Verbrennungsfront ablaufenden Prozesse

[40] Smiljanovski, V. and Moser, V. and Klein, R. (1997) A Capturing/Tracking Hybrid Scheme for Deflagration Discontinuities. Combustion Theory and Modelling, 1 (2). 183-215 .

[41] Schmidt, H. and Klein, R. (2003) A generalized level-set/in-cell-reconstruction method for accelerating turbulent premixed flames. Combustion Theory and Modelling, 7 (2). 243-267(25).

[42] Schmidt, H. and Oevermann, M. and Münch, M. and Klein, R. (2006) Flame front capturing/tracking schemes for compressible and incompressible reactive flow. TU Delft, The Netherlands , Proceedings of the European Conference on Computational Fluid Dynamics (ECCOMAS CFD). ISBN 90-9020970-0


- Turbulente Selbstzündprozesse

Die Shockless Explosion Combustion (SEC) ist ein neu vorgeschlagener Betriebsmodus für Gasturbinen, in dem ein Rijke-Rohr von quasi-homogenen Selbstzündungen getrieben wird. Er erziehlt eine nahezu isochore Verbrennung mit stoßfreien Pulsationen ohne verlustbehaftete Deflagrationsbeschleunigung. Wir führen diverse theoretische und numerische Untersuchungen dazu durch und entwickeln die dafür notwendigen mathematischen Verfahren.

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- Thermoakkustische Resonanzen von Brennersystemen

Moderne schadstoffarme Gas­tur­bi­nen, wie sie z.B. in Flugzeugen und Indu­strie­an­lagen eingesetzt werden, neigen zu fluktu­ierender Wärme­fre­isetzung und damit zu starker Schall­er­zeu­gung. Tritt der so erzeugte Schall mit der Brenn­kammer in Resonanz, kann es zur Resonanz­kata­strophe kommen, was enorme Material­belastungen zur Folge hat. Um diesem Effekt en­tgegen­zuwirken, werden in der Praxis oft passive Stabi­lisierungs­ver­fah­ren, wie z.B. Helmholtz­resonatoren, verwendet.

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[43] Moeck, J. and Oevermann, M. and Klein, R. and Paschereit, O. C. and Schmidt, H. (2009) A two-way coupling for modeling thermoacoustic instabilities in a flat flame Rijke tube. Proceedings of the Combustion Institute Volume, 32 (1). pp. 1199-1207.

[44] Moeck, J. and Oevermann, M. and Paschereit, O. C. and Klein, R. and Schmidt, H. (2008) Experimental and Numerical investigation of thermoacoustical instabilities in a flat flame burner. In: 32nd International Symposium on Combustion, August 3-8, 2008, Montreal, Canada. (Submitted)

- Der Einsatz numerischer Berechnungsverfahren im vorbeugenden Brandschutz

Die bei Gebäude­bränden auf­tretenden Gefah­ren durch Brand­rauch sind meist nur Ex­perten bewusst. Bereits verhältnis­mäßig kleine Brände können große Mengen sehr giftigen Brand­rauchs produzieren. Eine un­kontrol­lierte Rauch­aus­brei­tung in einem Ge­bäu­de führt daher sehr schnell zu gefähr­lichen Si­tua­tio­nen. Die Mehr­zahl der Brand­to­ten stirbt durch eine Rauch­gas­vergif­tung. Wir er­sticken bevor wir ver­brennen.

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[45] Münch, M. and Klein, R. (2007) Critical numerical aspects for field model applications. In: EUSAS conference on Fire Safety Engineering and Smoke Control in Buildings, January 22-23,2007, Vienna.

[46] Münch, M. and Klein, R. (2008) Anforderungen an numerische Berechnungen der Brand- und Rauchausbreitung im Vorbeugenden Brandschutz. vfdb-Zeitschrift Forschung, Technik und Management im Brandschutz, Jg. 57 (3). pp. 145-151. ISSN 0042-1804

[47] Münch, M. and Klein, R. (2008) Critical numerical aspects for field model applications. EUSAS Journal (4). pp. 41-54.

Vollständige Publikationsliste der Arbeitsgruppe