Wechselwirkung zwischen Turbulenz und Wärmestrahlung

Bis auf absehbare Zeit werden auch heute noch in der Industrie überwiegend zeitgemittelte Strömungssimulationen (engl. Reynolds averaged Navier Stokes, RANS) durchgeführt. Je nach dabei vorliegender Strömungsstochastik variiert die Wärmestrahlung stark, was als Strahlungs-Turbulenzwechselwirkungen (engl. Turbulence radiation interaction, TRI) bezeichnet wird. Die TRI wird üblicherweise aufgrund der Komplexität vernachlässigt, obwohl der Strahlungsaustausch dadurch signifikant höher ausfallen kann. In dieser Arbeit wurde eine CFD-Methode (engl. Computational fluid dynamics) entwickelt, mit der die Wärmestrahlung unter Berücksichtigung der TRI berechnet werden kann. ... mehrMit dieser Methode wurden anschließend die TRI für Modellflammen und für eine Drallflamme quantifiziert.

In industry, time-averaged flow simulations (Reynolds averaged Navier Stokes, RANS) present the standard today and also in the foreseeable future. In those averaged CFD (computational fluid dynamics) simulations, heat radiation strongly depends on present flow stochastics. This observation is referred to as “turbulence radiation interaction” (TRI). Usually, the TRI is not considered because of complexity, although the radiative transport can be significantly increased. In this thesis, a CFD method is presented that can be used to calculate heat radiation while TRI is taken into account. ... mehrThis method was used to investigate and to quantify the TRI for generic flames and a swirl-stabilized combustion.