CFD Simulation zur Vorhersage von Interferogrammen, Temperaturen und Spezieskonzentrationen in einer Hexanflamme

In den letzten Jahrzehnten hat die numerische Strömungssimulation (Computational Fluid Dynamics) zunehmende Bedeutung auf dem Gebiet der Verbrennungsvorgänge von nicht-vorgemischten Flammen, zu denen die Pool-/Tankflammen zählen, erlangt. Durch Lösung der Erhaltungsgleichungen für Impuls, Energie und Speziesmassen an mehreren Millionen diskreten Punkten eines Berechnungsgitters, das die Geometrie des modellierten Systems wiedergibt, können u. a. transiente und zeitlich-gemittelte Größen wie z. B. Flammentemperaturen, Flammengasdichten, Strömungsgeschwindigkeiten und Spezieskonzentrationen an jedem Ort in einer Flamme vorhergesagt werden. Durch Kombination von CFD Simulationen und Messergebnissen der holographischen real-time Interferomtrie unter Berücksichtigung der gaschromatographischen Messung stabiler Spezies (Moleküle), können CFD Submodelle verifiziert und validiert werden.In der vorliegenden Arbeit wird eine Large-Eddy-Simulation (LES) einer Hexan Tankflamme mit einem Durchmesser von 50 mm durchgeführt. Für einen kritischen Vergleich der CFD Simulation mit Experimenten werden radiale und axiale Temperatur-, Spezieskonzentrations-, Brechzahl- und Dichteprofile sowie Profile der Interferenzstreifenordnung herangezogen.Mit einer neuartigen Methode konnten erstmals Interferogramme mit der CFD Simulation vorhergesagt werden, die direkt mit den experimentellen Interferogrammen verglichen werden können. Die Ergebnisse von CFD Simulation und Experiment zeigen durchweg eine gut...