Euler-Lagrange Simulationen des Kraftstoffsprays eines ebenen Filmlegers

Die Schadstoffformation in Flugtriebwerken wird wesentlich von der Verteilung des Kraftstoffs in der Brennkammer beeinflusst. Zur Vorhersage der Schadstoffemissionen ist daher eine genaue Kenntnis des Kraftstoffsprays unerlässlich. Die Eigenschaften eines Sprays werden während der Zerstäubung insbesondere beim Primärzerfall ausgebildet. In Brennkammersimulationen wird gegenwärtig die Euler-Lagrange Methode zur Berechnung von Tropfentrajektorien zusammen mit Verbrennungs- und Schadstoffmodellen eingesetzt. Um Schadstoffemissionen zukünftig zuverlässig vorhersagen zu können, sind wohldefinierte Startbedingungen der flüssigen Kraftstofftropfen im Bereich der Zerstäuberdüse notwendig.
In der vorliegenden Arbeit werden Euler-Lagrange Simulationen eines generischen luftgestützten Zerstäubers präsentiert. Mithilfe eines Primärzerfallsmodells, welches die lokale Gasgeschwindigkeit bei der Vorhersage des Durchmessers berücksichtigt, werden die initialen Startbedingungen der Tropfen in den Simulationen variiert. Das Ziel der Arbeit ist, die optimalen Parameter der Verteilungsfunktionen der Tropfenstartposition und der Tropfenstartgeschwindigkeit zu ermitteln. ... mehrDie in den Simulationen beobachteten Sprayeigenschaften werden genutzt, um die wesentlichen Einflüsse der Parameter auf das Spray sowie die Eignung des verwendeten Primärzerfallsmodells qualitativ zu bewerten. Dadurch können experimentell ermittelte Spraycharakteristiken mit dem Euler-Lagrange Ansatz numerisch reproduziert werden.