Zusammenfassung
Die Kapitel 52 und 53 sind der strömungsmechanischen Simulation der turbulenten Verbrennung für Diesel‐ wie Ottomotoren gewidmet. Im Kern geht es dabei nur um die turbulente Mittelung des Quellterms der Speziestransportgleichungen (47.18); allerdings ist unmittelbar einsichtig, dass dies ein schwieriges Unterfangen darstellt, da Reaktionskinetik typischerweise exponentiell von der Temperatur abhängt. Der notwendige Modellierungsaufwand dafür ist nicht unerheblich. Mit der reinen Applikation kommerziell standardisierter Modellierungen kommt man (leider) immer noch nicht sehr weit.
Es sei darauf hingewiesen, dass wir uns hier ausschließlich mit motorischer Verbrennung beschäftigen, d. h. mit instationären, turbulenten Verbrennungsprozessen in komplexen, bewegten Geometrien, in Folge oder in Begleitung von komplexen Gemischbildungsvorgängen. Von daher wird schnell klar, dass viele Verbrennungsmodellierungen, die für wesentlich einfachere Randbedingungen entwickelt wurden, nicht auf Motoren übertragbar sind. Ein weiteres großes Problem für die nachhaltige Etablierung allgemein bewährter Modellierungsfortschritte stellt auch nach wie vor das Fehlen eines zuverlässigen Strahlmodells dar, da dadurch eine Bewertung der Qualität eines Verbrennungsmodells schwierig wird.
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Notes
- 1.
Es muss an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, dass die ITNFS‐Funktion eine physikalische Bedeutung hat. Aber auch im numerischen Sinne wirkt sie eben äußerst vorteilhaft.
- 2.
\( \text{erf}(x)=\frac{1}{\sqrt{\pi }}\int\limits_{-\infty }^{x}{\exp (-{{x}^{2}})\mathrm{d}x}\).
- 3.
Die physikalische Information einer Konfiguration sollte unter einer Eichtransformation \( {{l}_{\text{F}}}(x)\to {{l}_{\text{F}}}(x)+G(x)\Phi (x)\) für beliebige \( \Phi (x)\) invariant sein. Diese Forderung kann dazu dienen, geeignete Formen der Transportgleichungen (53.50) zu evaluieren. Siehe dazu auch Kraus (2006).
- 4.
Das eigentliche Weller‐Modell aber ist ein Zweigleichungsmodell, das die Flammenfront detailliert auflöst und den Flammenflächenmodellen ähnelt (siehe Weller 1993).
Literatur
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Krüger, C., Otto, F. (2019). Simulation der Benzinverbrennung. In: Merker, G., Teichmann, R. (eds) Grundlagen Verbrennungsmotoren. ATZ/MTZ-Fachbuch. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-23557-4_53
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