Numerische Untersuchung der Lärmentstehung und der Lärmabstrahlung turbulenter Flammen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Schröder
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 135843392

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Verbesserung des physikalischen Verständnisses der Lärmemission durch vorgemischte turbulente Verbrennung. Dieses Verständnis ist zur umwelt-schonenden und effizienten Auslegung von industriellen Brennern in stationären Gasturbinen und Flugtriebwerken von entscheidender Bedeutung, da in deren Brennkammern akustisch induzierte Instabilitäten den Betrieb unter optimalen Bedingungen verhindern. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern aus der ersten Projektförderphase (TP1 (Paschereit), TP2 (Janicka), TP4 (Bockhorn)) wird die um eine Pilotierung erweiterte generische Brennerkonfiguration im mager vorgemischten Bereich untersucht. Die Einflüsse verschiedener Parameter, d.h. des Impulses, der Temperatur, des Vormischgrades des Frischgases und des Turbulenzgrades der Grenzschicht in der Düse, auf die akustische Emission der turbulenten Flamme werden untersucht und im Hinblick auf das generierte akustische Feld quantifiziert. Die Experimente des TP1 (Paschereit) werden mittels Grobstruktursimulation durch TP2 (Janicka) und TP4 (Bockhorn) untersucht und das generierte Schallfeld wird schließlich in diesen Teilprojekt (TP3 (Schröder)) ermittelt. Parallel dazu werden Fragestellungen bzgl. der erforderlichen numerischen Flammenfrontdarstellung zur korrekten akustischen Simulation gemeinsam mit TP2 (Janicka) untersucht. Zudem wird das Verständnis der akustischen Quellmechanismen durch eine detaillierte Analyse der Daten aus der direkten numerischen Simulation (DNS) des TP4 (Bockhorn) durch Verwendung der akustischen Störungsgleichungen eingehend vertieft.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen