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

In den letzten Jahrzehnten hat die numerische Strmungssimulation (Computational Fluid Dynamics) zunehmende Bedeutung auf dem Gebiet der Verbrennungsvorgnge von nicht-vorgemischten Flammen, zu denen die Pool-/Tankflammen zhlen, erlangt. Durch Lsung der Erhaltungsgleichungen fr Impuls, Energie und Speziesmassen an mehreren Millionen diskreten Punkten eines Berechnungsgitters, das die Geometrie des modellierten Systems wiedergibt, knnen u. a. transiente und zeitlich-gemittelte Gren wie z. B. Flammentemperaturen, Flammengasdichten, Strmungsgeschwindigkeiten und Spezieskonzentrationen an jedem Ort in einer Flamme vorhergesagt werden. Durch Kombination von CFD Simulationen und Messergebnissen der holographischen real-time Interferomtrie unter Bercksichtigung der gaschromatographischen Messung stabiler Spezies (Molekle), knnen 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 durchgefhrt. Fr 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 knnen. Die Ergebnisse von CFD Simulation und Experiment zeigen durchweg eine gute bereinstimmung, so dass eine Verifizierung der verwendeten CFD Submodelle erfolgt.
Fr einen ausreichend genauen Vergleich zwischen Simulation und Experiment bezglich Interferogrammen musste ein digitales Auswertungsverfahren der experimentell ermittelten Interferogramme entwickelt werden. Hiermit lassen sich die CFD-vorhergesagten radialen Profile der Interferenzstreifenordnung mit den gemessenen Profilen direkt vergleichen.
Fr die Vorhersage von Interferogrammen und fr die Ermittlung v