04 Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik
Permanent URI for this collectionhttps://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/5
Browse
22 results
Search Results
Item Open Access Modelling and simulation of turbulent premixed combustion with stratification based on multiple mapping conditioning(2022) Straub, Carmen; Kronenburg, Andreas (Prof. Dr.)Item Open Access DNS of multiple bubble growth and droplet formation in superheated liquids(2018) Loureiro, Daniel Dias; Reutzsch, Jonathan; Dietzel, Dirk; Kronenburg, Andreas; Weigand, Bernhard; Vogiatzaki, KonstantinaFlash boiling can occur in rocket thrusters used for orbital manoeuvring of spacecraft as the cryogenic propellants are injected into the vacuum of space. For reliable ignition, a precise control of the atomization process is required as atomization and mixing of fuel and oxidizer are crucial for the subsequent combustion process. This work focuses on the microscopic process leading to the primary break-up of a liquid oxygen jet, caused by homogeneous nucleation and growth of vapour bubbles in superheated liquid. Although large levels of superheat can be achieved, sub-critical injection conditions ensure distinct gas and liquid phases with a large density ratio. Direct numerical simulations (DNS) are performed using the multiphase solver FS3D. The code solves the incompressible Navier-Stokes equations using the Volume of Fluid (VOF) method and PLIC reconstruction for the phase interface treatment. The interfaces are tracked as multiple bubbles grow, deform and coalesce, leading to the formation of a spray. The evaporation rate at the interface and approximate vapour properties are based on pre-computed solutions resolving the thermal boundary layer surrounding isolated bubbles, while liquid inertia and surface tension effects are expected to play a major role in the final spray characteristics which can only be captured by DNS. Simulations with regular arrays of bubbles demonstrate how the initial bubble spacing and thermodynamic conditions lead to distinct spray characteristics and droplet size distributions.Item Open Access Modeling and simulation of flash evaporation of cryogenic liquid jets(2024) Gärtner, Jan Wilhelm; Kronenburg, Andreas (Prof. Dr.)In recent years, advancements in orbital maneuvering systems and upper-stage rocket propulsion technologies, exemplified by the cryogenic Ariane 6 Vinci engine, have been directed towards the substitution of conventional toxic and hypergolic propellants by environmentally benign and operationally safer alternatives, such as hydrogen, methane or kerosene. However, the injection of the typically cryogenic liquids into the near vacuum conditions of space prior to ignition causes a depressurization below saturation conditions, leading to rapid bubble nucleation, growth, and subsequent spray breakup, called flash evaporation. Understanding the spray breakup and mixing of the flashing cryogenic liquids is imperative for ensuring the success of engine ignition, particularly when employing advanced ignition techniques such as laser ignition. However, the extreme environmental conditions render experimental investigations extremely challenging and allow only limited optical access. Therefore, numerical tools can provide additional information to gain a complete picture of the flashing process. In this work, a novel compressible, one-fluid, two-phase computational fluid dynamic solver is developed for flashing cryogenic liquids in OpenFOAM. Emphasis is placed on the comprehensive representation of the entire flashing phenomenon, from the nearly incompressible liquid state to the highly compressible vapor-droplet mixture following spray breakup. After validating the solver's capability to capture the transonic effects in 2D and 3D faithfully, it is applied to three different cryogenic liquid nitrogen cases, experimentally investigated at the German Aerospace Center (DLR) Lampoldshausen. This investigation revealed a pronounced recirculation zone in the 2D simulations where motionless or even slightly upstream floating regions have been observed in the shadowgraph images, providing an explanation for the observed phenomenon. However, further 3D investigation with highly resolved large eddy simulations could not reproduce the recirculation zone, yet regions of comparable low axial velocity have been identified at the same location. Therefore, the simpler 2D simulations can predict the overall characteristics of mass flow rate and spray angle yet overpredict the recirculation downstream of the shock front due to missing 3D effects. Further, the dynamics of larger droplets, which do not adhere to the no-slip assumption of the one-fluid model, are studied with the 3D LES by including a cloud of one-way coupled particles. This investigation revealed an excellent agreement with measured particle velocities, indicating that the dynamics of the larger droplets are governed by their inertia and the vapor velocity field captured by the one-fluid model. Finally, a novel model for the development of the surface density of flashing flows called the flashing liquid atomization model (FLAM) is presented. With this model, the lost information of surface density and the mean droplet diameter can be recovered. A comparison of the droplet size measurements of the cryogenic liquid nitrogen cases showed that the model can predict the droplet size on the central axis and capture the trend of decreasing droplet size with increasing superheat ratio. Thus, this work introduces, for the first time, a solver designed for simulating flashing cryogenic flows, including surface density modeling to capture droplet sizes.Item Open Access Sparse-Lagrangian PDF modelling of silica synthesis from silane jets in vitiated co-flows with varying inflow conditions(2020) Neuber, Gregor; Kronenburg, Andreas; Stein, Oliver T.; Garcia, Carlos E.; Williams, Benjamin A. O.; Beyrau, Frank; Cleary, Matthew J.This paper presents a comparison of experimental and numerical results for a series of turbulent reacting jets where silica nanoparticles are formed and grow due to surface growth and agglomeration. We use large-eddy simulation coupled with a multiple mapping conditioning approach for the solution of the transport equation for the joint probability density function of scalar composition and particulate size distribution. The model considers inception based on finite-rate chemistry, volumetric surface growth and agglomeration. The sub-models adopted for these particulate processes are the standard ones used by the community. Validation follows the “paradigm shift” approach where elastic light scattering signals (that depend on particulate number and size), OH- and SiO-LIF signals are computed from the simulation results and compared with “raw signals” from laser diagnostics. The sensitivity towards variable boundary conditions such as co-flow temperature, Reynolds number and precursor doping of the jet is investigated. Agreement between simulation and experiments is very good for a reference case which is used to calibrate the signals. While keeping the model parameters constant, the sensitivity of the particulate size distribution on co-flow temperature is predicted satisfactorily upstream although quantitative differences with the data exist downstream for the lowest coflow temperature case that is considered. When the precursor concentration is varied, the model predicts the correct direction of the change in signal but notable qualitative and quantitative differences with the data are observed. In particular, the measured signals show a highly non-linear variation while the predictions exhibit a square dependence on precursor doping at best. So, while the results for the reference case appear to be very good, shortcomings in the standard submodels are revealed through variation of the boundary conditions. This demonstrates the importance of testing complex nanoparticle synthesis models on a flame series to ensure that the physical trends are correctly accounted for.Item Open Access Sectional-based PBE-MMC-LES methodology for simulating flame synthesis of particulates with fractal morphology(2022) Neuber, Gregor; Kronenburg, Andreas (Prof. Dr.)Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung einer effizienten Methodik zur Simulation der Flammensynthese von Partikeln mit fraktaler Morphologie unter Verwendung einer dünn besetzten Lagrange-Partikelmethode. Die Flammensynthese umfasst die Vorläuferchemie in der Gasphase und Aerosolprozesse wie Partikelbildung, Oberflächenwachstum und Agglomeration. Die Flammensynthese zur Herstellung von Partikeln ist in der Industrie weit verbreitet. So werden beispielsweise Partikel mit fraktaler Morphologie in der chemischen Industrie zur Herstellung von Farbstoffen und Pigmenten, in der Medizintechnik zur Herstellung von Pharmazeutika und in der Halbleiterindustrie zur Herstellung von Wafern verwendet. Die ständig steigenden Anforderungen in Hinblick auf die fraktale Form, Größe und chemische Reinheit stellen enorme Anforderungen an den Herstellungsprozess. Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist es notwendig, den Entstehungsprozess zu verstehen. Eine schnelle und erschwingliche Möglichkeit, Einblick in die thermophysikalischen Vorgänge bei der Partikelbildung zu erhalten, ist der Einsatz numerischer Simulationsverfahren, die helfen, valide Vorhersagen zur Optimierung des Herstellungsprozesses zu treffen. Mit den derzeit zur Verfügung stehenden Simulationsverfahren zur Simulation von turbulenten Partikelbildungsprozessen sind für reale Probleme industrieller Dimensionen, die häufig in reaktiven turbulenten Strömungen auftreten, nur mit enormem Rechenaufwand zu realisieren. In der vorliegenden Arbeit wird ein dünn-besetztes, stochastisches Lagrange-Partikelverfahren als eine effiziente Methode für die numerische Simulation der Aerosoldynamik vorgestellt. Im Vergleich zu konventionellen Ansätzen werden mit dieser Methode qualitativ gleichwertige Ergebnisse bei deutlich geringerem Rechenaufwand erzielt. Es ist von eminenter Bedeutung, das neu entwickelte Simulationsverfahren zu validieren und zu beweisen, dass die Methode in der Lage ist, ein breites Spektrum möglicher Anwendungsbereiche abzudecken. Zunächst werden dazu die grundlegenden methodischen und numerischen Prinzipien vorgestellt. Weiterhin werden die Modelle zur Modellierung von Aerosolprozessen und zur numerischen Behandlung von reaktiven turbulenten Strömungen vorgestellt. Die Darstellung umfasst die Beschreibung einer sehr effizienten dünn besetzten stochastischen Partikelmethode, der sogenannten verallgemeinerten Form des Multiple Mapping Conditioning (MMC) Modells. Zusätzlich werden die Modelle zur Beschreibung der Entstehung, des Größenwachstums und der Agglomeration von Partikeln mit fraktaler Morphologie detailliert erläutert. In dieser Arbeit wird die Partikelgrößenverteilung mit einer sektionalen Methode beschrieben, die weitaus effizienter als eine direkte Monte-Carlo-Methode und genauer als der übliche Ansatz mittels einer momentbasierten Methode ist. Es wird weiterhin gezeigt, wie diese Modelle mit der verallgemeinerten Form der MMC-Methode gekoppelt werden können. In einem ersten Schritt werden Ergebnisse in Bezug auf die erste Simulation der gesamten turbulenten Sandia-DME-Flammenserie vorgestellt, die zeigen, dass die MMC-Methode Trends mit einem einzigen allgemeingültigen Satz an numerischen Parametern korrekt für eine Flamme ohne Partikel vorhersagen kann. Dies ist hervorzuheben, da viele gute Ergebnisse im Bereich der Simulation turbulenter reaktiver Flammen bislang nur dann erzielt werden konnten, wenn die numerischen Parameter an die untersuchte Flammenkonfiguration angepasst werden. Simulationsergebnisse, die mit einem neu entwickelten stochastischen Partikelmischungszeitskalenmodell erzielt werden, zeigen, dass die implementierten numerischen Methoden sowohl für bedingte als auch für unbedingte Mittelwerte eine ausgezeichnete Vorhersagegenauigkeit erreichen können. Anschließend beinhaltet eine Diskussion der Ergebnisse eine Quantifizierung der Fehler, die sich ergeben würden, wenn für die Aerosolprozesse die Beiträge unterhalb der Filterweite nicht berücksichtigt würden, wodurch gezeigt werden kann, dass diese keineswegs vernachlässigbar sind. Diese Quantifizierung konnte anhand einer numerischen Studie einer Strahlströmung durchgeführt werden, in der es durch die Vermischung eines heißen Strahls mit einer kalten Hüllströmung zur Nukleation und Kondensation von kleinen Flüssigkeitstropfen kommt. Hier wird gezeigt, dass Wechselwirkungen zwischen Turbulenz und Nukleation die gemittelten Nukleationsraten um mehr als 250\% variieren lassen können. In einem dritten Schritt werden Simulationsergebnisse einer speziell für diese Untersuchung entwickelten Flammenkonfiguration diskutiert. Hier strömt ein turbulenter kalter mit Silan versehener Freistrahl in einen heißen sauerstoffhaltigen Hüllstrom. Die numerischen Daten werden mit experimentell gewonnenen optischen Meßwerten verglichen. Verschiedene Randbedingungen, wie die Vorläuferkonzentration, die Temperatur des Hüllstroms und die Reynoldszahl des Freistrahls, wurden sowohl im Experiment, als auch für die Simulationen variiert, um den Bereich der Einflussfaktoren zu erweitern. Die numerischen Ergebnisse liefern eine gute Übereinstimmung mit den gemessenen Signalen, und es wird gezeigt, dass die Anwendung eines stochastischen PDF-Modells, das die Chemie und die Aerosolprozesse mit einer sektionalen Methode an einer realen Flammenkonfiguration in Laborgröße simuliert, die Trends zufriedenstellend reproduzieren kann. Eine abschließende Diskussion zeigt verbleibende Unsicherheiten auf und weist auf eine Reihe möglicher Pfade der Entwicklung für zukünftige wissenschaftliche Untersuchungen hin.Item Open Access Conditional moment closure modelling of turbulent spray flames(2014) Ukai, Satoshi; Kronenburg, Andreas (Prof. Dr.)The scope of this thesis is to develop an improved methodology for the simulation of turbulent spray flames. Spray combustion is a typical multi-scale problem. It is practically impossible to resolve all physical scales, and appropriate models need to be used for the subgrid scales. Here, large eddy simulation (LES) for the computation of the flow field, conditional moment closure (CMC) for the modelling of turbulence-chemistry interactions, and a Lagrangian particle tracking approach with stochastic droplet modelling for transport and evaporation of the droplets are combined to form a comprehensive spray combustion model. The LES flow solver and the liquid phase models have been validated by comparison with experimental data from an evaporating spray jet. The numerical predictions show good agreement with the measurements. The influence of the stochastic particle dispersion and evaporation models is assessed. The stochastic dispersion does not have large effects on the droplet dispersion statistics probably due to low levels of turbulence in the cases investigated here. However, higher evaporation rates are seen when the stochastic evaporation model is used. In a further step, the effects of additional terms in the CMC formulation that arise due to the presence of the evaporating droplets are investigated by comparison with experiments from a series of turbulent ethanol spray flames. Overall, the numerical predictions show good agreement with measurements, but large discrepancies of centerline temperature are found in downstream regions of the flow. The reasons can be found in the rather simplistic conventional boundary conditions used in this first study. The simplistic boundary treatment may suffice for simple gaseous flames or spray flames without pre-evaporation. However, it is not applicable to the spray flames under investigation here, and a new boundary treatment of the upper limit in mixture fraction space is necessary. Therefore, two novel approaches are proposed and developed for the consistent CMC modelling of spray flames with pre-evaporation. The first model is a two-conditional moment approach. It solves for two sets of conditional moments. The first set is conditioned on a fully conserved mixture fraction that does not take droplet evaporation into account. The second set is conditioned on a mixture fraction that is based on the fuel originating from the pre-evaporated droplets plus the fuel evaporated within the combustion chamber. The LES solution can be found by using the weighted average of these two conditional moments and integration across mixture fraction space. The two-conditional moment approach is applied to simulate the turbulent spray flames and the accuracy of the numerical predictions is markedly improved when compared to the conventional approach. The second model is based on a CMC approach coupled with tabulated chemistry. CMC can solve for unsteady and inhomogeneous conditional moments, whereas tabulated chemistry is pre-processed and it is usually not a function of space or time. On the other hand, tabulated chemistry can be constructed over multiple sampling spaces, while CMC is typically conditioned on only one characteristic quantity. Therefore, CMC with tabulated chemistry is developed to couple the advantages of the two approaches. The numerical simulations have again been validated by comparison with experiments, and overall good agreement with all available experimental data are obtained. In conclusion, a new mixture fraction boundary treatment and two novel CMC approaches have been developed that expand the applicability of CMC to spray flames with partial pre-evaporation of the fuel. The new models are validated by comparison with measurements from a spray flame series conducted at the University of Sydney. Future work will seek the extension of the current approaches to more complex flame regimes such as partially premixed spray flames.Item Open Access Fully-resolved simulations of ignition and combustion of single coal particles and coal particle clouds(2021) Tufano, Giovanni Luigi; Kronenburg, Andreas (Prof. Dr.)Item Open Access Mixing time scale models for multiple mapping conditioning with two reference variables(2020) Straub, C.; Kronenburg, A.; Stein, O. T.; Galindo-Lopez, S.; Cleary, M. J.A novel multiple mapping conditioning (MMC) approach has been developed for the modelling of turbulent premixed flames including mixture inhomogeneities due to mixture stratification or mixing with the cold surroundings. MMC requires conditioning of a mixing operator on characteristic quantities (reference variables) to ensure localness of mixing in composition space. Previous MMC used the LES-filtered reaction progress variable as reference field. Here, the reference variable space is extended by adding the LES-filtered mixture fraction effectively leading to a double conditioning of the mixing operator. The model is used to predict a turbulent stratified flame and is validated by comparison with experimental data. The introduction of the second reference variable also requires modification of the mixing time scale. Two different mixing time scale models are compared in this work. A novel anisotropic model for stratified combustion leads to somewhat higher levels of fluctuations for the passive scalar when compared with the original model but differences remain small within the flame front. The results show that both models predict flame position and flame structure with good accuracy.Item Open Access Analysis of sparse-Lagrangian two-phase coupling using direct numerical simulation(2024) Sontheimer, Marvin; Kronenburg, Andreas (Prof. Dr.)Flüssige Kraftstoffe werden in der Industrie und im Verkehrswesen in großem Umfang verwendet, wobei die Sprayverbrennung das vorherrschende Merkmal ist. In geringer Entfernung von der Einspritzdüse ist der Flüssigkeitsstrahl zerstäubt und der Kraftstoff liegt als feiner Nebel aus kleinen Tröpfchen vor, die verdampfen und verbrennen. Dieser Bereich kann gut durch einen Euler-Lagrange-Ansatz für Zweiphasenströmungen beschrieben werden, bei dem das Trägergas mit einem Eulerschen Ansatz gelöst wird, während die Flüssigkeitströpfchen als Punktteilchen behandelt und in einer Lagrangeschen Darstellung beschrieben werden. Da Verdampfung und Verbrennung jedoch auf den kleinsten Skalen stattfinden, können diese Effekte und ihre Wechselwirkungen mit der Turbulenz in praktischen Simulationen nicht vollständig aufgelöst werden, sodass eine zusätzliche Modellierung erforderlich ist. In der vorliegenden Arbeit wird das Multiple Mapping Conditioning (MMC) Modell verwendet, um die Wechselwirkungen zwischen Chemie, Tropfenverdampfung und Turbulenz zu modellieren, in Kombination mit einer Large Eddy Simulation (LES) des turbulenten Strömungsfeldes. Es wird die stochastische Variante des MMC-Modells verwendet, bei welchem eine Monte-Carlo-Lösung für die reaktiven Skalare mittels stochastischer Partikel angewendet wird, die momentane und lokale Realisierungen der Stoffzusammensetzung darstellen. Der große Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass der chemische Quellterm in geschlossener Form vorliegt, während die Wechselwirkungen zwischen den stochastischen Teilchen durch ein Mischungsmodell abgebildet werden müssen. Das MMC-Modell nutzt das Konzept der Lokalisierung des Mischungsoperators, indem es die Partikelauswahl auf einen Referenzraum konditioniert, wobei in nicht-vorgemischten Flammen der Mischungsbruch verwendet wird. Dadurch kann das MMC-Modell mit deutlich weniger Partikeln implementiert werden, was als dünnbesetzte Partikelmethode bezeichnet wird. Die größte Herausforderung liegt in der Modellierung des Wärme- und Stoffübergangs zwischen den beiden Phasen durch Kopplung der Brennstofftröpfchen mit der Gasphase. Da die Gasphase durch eine geringe Anzahl von Partikeln repräsentiert wird, können die herkömmlichen Techniken nicht ohne weiteres angewandt werden. In der vorliegenden Arbeit wird hierzu eine Eins-zu-Eins-Kopplungsstrategie eingeführt, bei der die Partikel durch Minimierung des Abstandes in einem Referenzraum ausgewählt werden, um die Lokalität der Zweiphasenkopplung im Stoffzusammensetzungsraum zu gewährleisten. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, eine umfassende Analyse und Validierung der Zweiphasenkopplung im Rahmen von dünnbesetzten Partikelmethoden unter Verwendung des MMC-LES Modells durchzuführen. Zu diesem Zweck wird das MMC-LES-Modell mit einer direkten numerischen Simulation der Trägerphase (carrier-phase direct numerical simulation, CP-DNS) gekoppelt, bei der LES-ähnliche Eingangsgrößen durch Filterung der DNS-Felder gewonnen werden. Damit die CP-DNS eine genaue Referenzlösung liefern kann, muss der Fehler bekannt sein, der durch die wechselseitige Kopplung zwischen den Tröpfchen und der Gasphase auf der Grundlage des PSI-cell-Models in konventionellen Euler-Lagrange-Simulationen entsteht. Aus diesem Grund wird eine detaillierte Analyse der Abhängigkeit des PSI-cell-Models von der Zellgröße durchgeführt. In einem ersten Schritt werden geschlossene Ausdrücke hergeleitet, um den Fehler der Verdampfungsrate und -zeit eines isolierten Tropfens zu beschreiben. Der Fehler hängt hauptsächlich von drei Parametern ab: dem Verhältnis zwischen Zellgröße und Tropfendurchmesser, einem modifizierten Massenverhältnis, und der Peclet-Zahl, gebildet mit der Zellgröße, die den Effekt der relativen Tropfenbewegung berücksichtigt. Darüber hinaus wird gezeigt, dass sich die Beziehung für den Fehler der Verdunstungszeit in praktischen Fällen oft auf die einfache Beziehung epsilon_tau = (Delta x/d_0)^-1 reduziert, deren universelle Gültigkeit durch CFD-Simulationen unter Einbeziehung der Effekte von Turbulenz und mehreren Tropfen bestätigt wird. Im zweiten Teil der Analyse wird die Auswirkung der Zellgröße auf die aufgelöste Varianz des Mischungsbruches untersucht. Es stellt sich heraus, dass die Varianz unabhängig von der Größe der Berechnungszelle genau wiedergegeben wird, sofern der Raum zwischen den Tropfen durch das numerische Gitter aufgelöst wird. Die Ergebnisse der Analyse führen schließlich zur Formulierung von Kriterien für die Durchführung gitterunabhängiger Euler-Lagrange-Simulationen. Im zweiten Teil der Arbeit wird eine systematische Analyse verschiedener Zweiphasen-Kopplungsmodelle im Kontext von dichten und dünnbesetzten Partikelverteilungen der Gasphase anhand von statistisch homogener Turbulenz mit unterschiedlichen Tröpfchenbeladungen vorgestellt. Eine gute Übereinstimmung des unbedingten Mittelwerts und des quadratischen Mittels der reaktiven Skalare wird sowohl für dünnbesetzter Partikelmethoden gefunden, die das MMC-Mischungsmodell und eine Eins-zu-Eins-Kopplung zwischen den Tropfen und den stochastischen Partikeln verwenden, als auch für konventionelle dichte Partikelmethoden, bei denen die Tropfenmasse gleichmäßig auf alle Partikel innerhalb der Berechnungszelle verteilt wird. Während die bedingten Fluktuationen in beiden Modellen unterschätzt werden, führt die bevorzugte Verteilung der verdampften Masse auf Partikel, die den Sättigungsbedingungen am nächsten sind, zu einer verbesserten Vorhersage der bedingten mittleren Temperatur und ihrer bedingten Varianz, überschätzt aber die unbedingte Varianz erheblich. Daraufhin werden Ansätze vorgestellt, welche die Verteilung auf Partikel nahe Sättigungsbedingungen in die Eins-zu-Eins-Kopplungsstrategie einbeziehen, was eine gewisse Kontrolle der durch die Tröpfchenverdampfung verursachte Varianz in der Gasphase ermöglicht. Darüber hinaus wird ein Zeitverzögerungsmodell vorgeschlagen, bei dem die Quellterme nicht vollständig, sondern nur teilweise auf die Gasphasenpartikel übertragen werden, um die künstliche Vermischung zu überwinden, die durch das große Partikelvolumen in einer dünnbesetzten Partikelmethode verursacht wird. Allerdings werden Verbesserungen nur für kurze Phasen erzielt, nicht aber für die gesamte Dauer des Sprayverbrennungsprozesses, was weiteren Forschungsbedarf aufwirft. Im dritten Teil der Arbeit wird die dünnbesetzte Zweiphasen-MMC-LES-Methode mittels a priori- und a posteriori-Analysen unter Verwendung einer sich zeitlich entwickelnden, tropfenbeladenen Doppelscherschicht validiert. Die Simulationen zeigen, dass der unbedingte Mittelwert und das quadratische Mittel des Mischungsbruchs genau wiedergegeben werden und weitgehend unabhängig von der spezifischen Form der Zweiphasenkopplung sind. Im Gegensatz dazu zeigen die unbedingt und bedingt gemittelten Temperaturen eine starke Empfindlichkeit und werden deutlich unterschätzt, wenn der Referenzmischungsbruch für die Partikelauswahl verwendet wird. Dies ist auf eine mangelnde Korrelation zwischen Temperatur und Mischungsbruch zurückzuführen, die durch lokale Flammenlöschung verursacht wird. Die Einführung der Temperatur als zusätzliche Konditionierungsvariable für die Zweiphasenkopplung führt zu verbesserten Vorhersagen von Verdampfungsraten und Tröpfchenengrößenverteilungen, mit teilweisen Verbesserungen auch für die Gasphasentemperatur, aber insgesamt bleiben die Temperaturen zu niedrig. Die verbleibenden Diskrepanzen sind auf Modellierungsfehler im Zusammenhang mit der Anwendung des MMC-Mischungsmodells auf Sprühflammen zurückzuführen. Des Weiteren wird gezeigt, dass das kürzlich für gasförmige Flammen vorgeschlagene anisotrope Mischungszeitmodell auch für Sprühflammen eine angemessene Mischungszeit liefert, aber gegebenenfalls eine Anpassung der Modellkonstante erfordert.Item Open Access DNS analysis of Large Eddy Simulation-Filtered Density Function (LES-FDF) modeling for gas phase combustion and nanoparticle flame synthesis(2018) Vo, Son; Kronenburg, Andreas (Prof. Dr)
- «
- 1 (current)
- 2
- 3
- »