Institut für Kolbenmaschinen (IFKM)

Untersuchung und Anwendung von Verbrennungsmodellen zur Simulation innermotorischer Zündung und Deflagration

Aufgabenbeschreibung

Im Zentrum der Forschung und Weiterentwicklung von Verbrennungsmotoren hinsichtlich Wirkungsgradsteigerung, Emissionsminderung und Kompatibilität mit regenerativen Kraftstoffen steht der innermotorische Verbrennungsprozess. Dieser findet bei extremen hohen Temperaturen und Drücken statt und ist messtechnisch äußerst schwer zu erfassen. Daher ist die numerische Simulation unerlässlich, um ein detailliertes Verständnis der fluiddynamischen Vorgänge während der Zündung und Deflagration im Brennraum zu erlangen. Jedoch sind die dabei eingesetzten Zünd- und Verbrennungsmodelle einer sehr großen Unsicherheit behaftet. In dieser Arbeit sind verfügbare Verbrennungsmodelle für CFD-Simulationen anhand generischer Testfälle zu studieren und mit experimentellen Referenzfällen zu vergleichen. Die Qualität der Modelle ist insbesondere in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen (Turbulenz sowie Zusammensetzung, Druck und Temperatur des Brenngases) sowie der räumlichen und zeitlichen Auflösung der Simulation zu untersuchen. Die Arbeit gliedert sich folgendermaßen:

  • Analyse verfügbarer Verbrennungsmodelle durch Dokumentation und anhand generischer Testfälle
  • Vergleich des festgestellten Einfluss der Turbulenz- und der Brenngaseigenschaften mit Referenzfällen
  • Ausarbeitung einer Methodik zum Abgleich von berechneten und experimentell bestimmten Brennverläufen
Fachrichtung: Maschinenbau, Verfahrenstechnik
Beginn:

sofort

Art: Modellierung und Simulation
Voraussetzung:

Grundkenntnisse in Fluid-und Thermodynamik