Department of
Energy Plant Technology
Beispiele zur Direkten numerischen Simulation
Simulation einer turbulenten Verbrennungsfront
Bei den hier durchgeführten Simulationen wurde mittels der DNS die turbulente Verbrennungsfront, die in einer H2-O2 Diffusionsflamme auftritt, modelliert. Das zweidimensionale Berechnungsgebiet wird dabei in zwei Bereiche unterteilt. Auf der rechten Seite befindet sich ein Gemisch aus Wasserstoff und Stickstoff und auf der linken Seite ein Gemisch aus Sauerstoff und Stickstoff. Dem Berechnungsgebiet wird zusätzlich ein Turbulenzfeld überlagert. Zum Zeitpunkt t=0 vermischen sich beide Komponenten durch molekulare Diffusion und je nach Mischungsgrad und Temperatur kommt es zum Zeitpunkt t=tign zur Zündung und Reaktion der beiden Komponenten. Mischung, Reaktion und Turbulenzfeld beeinflussen sich dabei gegenseitig. Die DNS erlaubt es auch, komplexere Mehrschrittreaktionen zu berücksichtigen. Der hier verwendete Reaktionsmechanismus wurde von Kee 1982 vorgestellt und besteht aus 20 Reaktionen zwischen 9 Spezies. Damit ist es möglich, auch die Produktion und den Abbau einzelner Radikale wie H2O2 oder OH zu untersuchen.