Matthias Hettel's Analytische und numerische Untersuchungen der Dynamik von PDF

By Matthias Hettel

ISBN-10: 3866440995

ISBN-13: 9783866440999

Die Verwendung des Konzeptes der Vormischverbrennung in technischen Verbrennungsanlagen f?rdert die Ausbildung von selbsterregten Instabilit?ten. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Berechnung des dynamischen Verhaltens bzw. des Frequenzgangs von pulsierten turbulenten vorgemischten Axialstrahlflammen. Dieses steht unter dem Einfluss der Bildung von koh?renten Ringwirbelstrukturen an der Brennerm?ndung. Es werden sowohl instation?re Flammen als auch Ringwirbelstr?mungen numerisch untersucht.

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Jedes Fluidelement bewegt sich bei einem Umlauf um das Wirbelzentrum auch gerade einmal um seine eigene Achse). Winkelgeschwindigkeit und Rotation sind in jedem Raumpunkt konstant. Da der Starrkörperwirbel keine Scherung 32 2 THEORETISCHE GRUNDLAGEN aufweist, ist er nicht dissipativ. Die Zirkulation ist in jedem Raumpunkt konstant. Jeder rotierende Festkörper stellt einen Starrkörperwirbel dar. Der Potentialwirbel besitzt eine hyperbolische Geschwindigkeitsverteilung. Es gibt zwei Strömungsklassen, bei denen ein derartiges Geschwindigkeitsprofil zu finden ist.

Formale Umsatzgleichungen 2. Reduzierter Mechanismus 3. Detaillierter Mechanismus (Elementarreaktionen) 4. Molekularkollision Unter Berücksichtigung heute verfügbarer Rechnerkapazitäten ist es bei Strömungen mit hohen Reynoldszahlen noch nicht möglich, die Interaktion von Turbulenz und Reaktion, z. B. mittels einer DNS-Rechnung, detailliert zu erfassen. Die Einbeziehung komplexer Chemie ist praktisch nur durch eine vereinfachte Berücksichtigung der Turbulenz (d. h. durch Modellierung) oder im Falle laminarer Strömungen möglich.

Wird der Wirbel sich selbst überlassen, so verlangsamt sich die Drehbewegung mit zunehmender Zeit. Der sogenannte Hamel-Lamb-Oseen-Wirbel beschreibt diese zeitliche Entwicklung (SCHLICHTING [S4]). Mit zunehmender Zeit ergibt sich ein rankinewirbelförmiges Profil, welches sich radial ausbreitet und dabei abflacht (s. Abb. 1-4). Die Strömung ist dann allerdings nicht mehr rotationsfrei. Dieses Verhalten entspricht qualitativ dem Verhalten von realen ebenen laminaren Wirbeln. 025 -40 -60 r = rRef.

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Analytische und numerische Untersuchungen der Dynamik von Vormischflammen sowie deren Interaktion mit Ringwirbelstruktur German by Matthias Hettel


by Richard
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