SFB 568:  Flow and Combustion in Modern Gas Turbine Combustion Chambers of the Future

• Subject Area: Thermal Engineering/Process Engineering
• Term: from 2001 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5484378

Efforts to increase the efficiency of modern gas turbines, both in the field of power generation applications and aircraft jet engines on the one hand and to comply with the current emission regulations on the other hand have to be supported by a profound understanding and an accurate prediction of the complex flow phenomena and interaction mechanisms occurring in gas turbine combustors. The main objective of this collaborative research centre is to formulate and validate a global model with which the development and the optimization of design concepts of modern gas turbine combustion chambers can be performed. The global model may consist of
(1) a set of compatible well-tested sub-models being capable of describing the essential physical and chemical processes which may strongly interact each other;
(2) efficient numerical methods,
(3) a suitable integration of boundary components and involving interactions, and
(4) well-conceived experimental configurations for model validation. To achieve this objective, it is recommendable to divide the program into areas corresponding to the main process parts of a gas turbine combustor. Four problem areas are considered: (A) Atomization system and mixing, (B) Combustion, (C) Interaction and thermo-fluidmechanical processes and (D) Numerical methods and data/software management.

• DFG Programme: Collaborative Research Centres

Completed projects

• A01 - Primärzerstäubung eines Gasturbinenzerstäubers (Project Heads Roisman, Ilia ;  Tropea, Cameron )
• A02 - Experimentelle und numerische Untersuchungen der Filmströmung und -verdampfung an festen Wänden (Project Heads Gambaryan-Roisman, Tatiana ;  Stephan, Peter )
• A03 - Modellierung der Tröpfchenwechselwirkung (Project Head Gutheil, Eva )
• A04 - Thermodynamisch konsistente Modellierung von Gasturbinen-Sprays (Project Heads Dreizler, Andreas ;  Sadiki, Amsini )
• B01 - Transiente Prozesse in turbulenten Flammen unter Gasturbinenbedingungen (Project Head Dreizler, Andreas )
• B02 - Vereinfachte Reaktionsmodelle für die Verbrennung in Gasturbinenbrennkammern (Project Heads Bock, Hans Georg ;  Lebiedz, Dirk ;  Riedel, Uwe ;  Volpp, Hans-Robert ;  Warnatz, Jürgen )
• B03 - Grobstruktursimulation von Verbrennungssystemen unter Gasturbinenbedingungen (Project Head Janicka, Johannes )
• B04 - Entwicklung eines vereinfachten Modells für die Rußbildung in Gasturbinenbrennkammern (Project Heads Bock, Hans Georg ;  Riedel, Uwe ;  Volpp, Hans-Robert ;  Warnatz, Jürgen )
• B05 - Vorgemischte turbulente Verbrennung: Analyse und Modellierung zu verallgemeinerten Randbedingungen der G-Gleichung (Project Head Oberlack, Martin )
• C01 - Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Wirkung des Verdichters auf die Brennkammereinströmung (Project Head Stoffel, Bernd )
• C02 - Strömung und Mischung im Primärzonenbereich von Gasturbinenbrennkammern (Project Heads Hennecke, Dietmar K. ;  Tropea, Cameron )
• C03 - Numerische Modellierung konvektiver Wärmeübertragung in Gasturbinenbrennkammern unter Berücksichtigung wandnaher Turbulenz (Project Head Jakirlic, Suad )
• D01 - Entwicklung und Analysis numerischer Verfahren für Strahlungstransportgleichungen und Kopplung an strömungsdynamische Gleichungen (Project Heads Klar, Axel ;  Pinnau, René )
• D02 - Effiziente numerische Verfahren zur Berechnung und Optimierung turbulenter reaktiver Strömungen (Project Head Schäfer, Michael )
• D03 - Integrales Modell zur Simulation von Gasturbinenbrennkammern (Project Heads Janicka, Johannes ;  Schäfer, Michael )
• D04 - Adaptive Qualitätskontrolle bei der Grobstruktursimulation (Project Head Lang, Jens )
• D05 - Effiziente numerische Multilevel-Verfahren zur Optimierung von Gasturbinenbrennkammern (Project Head Ulbrich, Stefan )
• T01 - Fortschrittliche Auslegungsgrundlagen für Fluggasturbinenbrennkammern (Project Head Janicka, Johannes )
• T01 - Fortschrittliche Auslegungsgrundlagen für Fluggasturbinenbrennkammern (Project Head Janicka, Johannes )
• T02 - Grobstruktursimulation von Zweiphasen Strömungen und Vormischflammen für Brennkammern (Project Heads Janicka, Johannes ;  Sadiki, Amsini )
• T03 - Bildgebende laseroptische Messverfahren zur Auslegung von Saugrohreinspritzungen in Ottomotoren (Project Head Dreizler, Andreas )
• T04 - Laserbasierte Messmethoden zur Untersuchung zyklischer Schwankungen in motorischen Prozessen (Project Head Dreizler, Andreas )
• Z - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs (Project Head Janicka, Johannes )

• Applicant Institution: Technische Universität Darmstadt
• Participating University: Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
• Participating Institution: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
• Spokesperson: Professor Dr.-Ing. Johannes Janicka