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Kolloquium Verbrennungstechnik

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Verbrennungstechnisches Seminar

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Masterarbeit

Erweiterung eines numerischen Verbrennungsmodells zur Berücksichtigung von Wärmeverlusten und Streckung in vorgemischten, turbulenten Flammen


Kurzbeschreibung:

Motivation:

 

Für die Auslegung der Brennkammer moderner Gasturbinen ist es zwingend notwendig den stabilen Betriebsbereich der darin brennenden Flamme zu kennen. Am Institut wird derzeit erforscht ob solche Abblasegrenzen auch numerisch bestimmt werden können. Zwei Faktoren, welche die Stabilität von Flammen maßgeblich beeinflussen sind einerseits die sogenannte Flammenstreckung und zum anderen konduktive Wärmeverluste über die Außenwände. Die Berücksichtigung solcher Effekte ist bei Nutzung einer tabellierten Chemie, wie sie hier genutzt wird, nicht trivial. In der Literatur wurde jedoch ein recht simpler Ansatz präsentiert, der erfolgreiche Ergebnisse verspricht. Der Gültigkeit dieses Modells ist jedoch für die hier simulierten Flammen nicht sicher gegeben. Hier gilt es anhand der Simulation simpler 1D Gegenstromflammen, die Gültigkeit der Korrelationen zu überprüfen bzw. gegebenenfalls zu ergänzen.

 

Aufgabenstellung:

 

Nach einer Einarbeitung in OpenFoam sollen die Modelle zur Berücksichtigung von Streckungseffekten und Wärmeverlusten in dem genutzten OpenFoam-Code implementiert werden. Eine Validierung der hier genutzten Korrelationen soll mithilfe einer Simulation von 1D Gegenstromflammen durchgeführt werden. Der Einfluss des Modells wird zuletzt anhand der Flammensimulation in einer realitätsnahen Brennkammer evaluiert.

 

Voraussetzungen:

 

Solide Programmierkenntnisse in C sind erwünscht. Kenntnisse der numerischen Strömungs-mechanik (CFD) und der Verbrennungstechnik sind von Vorteil. Erfahrungen mit OpenFOAM sowie Linux sind gewünscht, aber keine Voraussetzung.

 

Die gesamte Arbeit ist in schriftlicher Form zu dokumentieren und wird im Rahmen des Seminars für Verbrennungstechnik präsentiert.


Beginn:                              ab sofort


Voraussetzungen:

Beginn ab: 01. 01. 2020
Betreuer: M.Sc. Alexander Schwagerus
(eMail: Alexander.SchwagerusÝkit.edu )
Aufgabensteller: Prof. Dr.-Ing. Nikolaos Zarzalis
(eMail: Nikolaos.Zarzalis∂kit.edu )