Bei der Untersuchung selbsterregter thermoakustischer Instabilitäten der Verbrennung ist es von essentieller Bedeutung, die Antwort der betrachteten Flamme auf die jeweils relevanten Störungen der Strömung zu charakterisieren. Im beantragten Vorhaben wird die dynamische Antwort einer technisch vorgemischten Flamme auf Schwankungen sowohl der Stromauf-Geschwindigkeit als auch des Brennstoff/Luft Äquivalenzverhältnisses modelliert und quantifiziert. Dies wird erreicht durch die Kombination von validierter Grobstruktursimulation (LES) turbulenter, reagierender Strömung mit modernen Methoden der Systemidentifikation (SI). Zwei Herausforderungen stehen im Zentrum der geplanten Arbeiten: 1) Die technisch vorgemischte Flamme wird als Multiple-Input-Single-Output (MISO) System betrachtet. Entsprechende Modelle reduzierter Ordnung werden anhand von LES Zeitreihen mittels moderner SIMethoden - mit Box-Jenkins oder Zustandsraum-Strukur - identifiziert. Dies unterscheidet sich wesentlich von der herkömmlichen Single- Input-Single-Output (SISO) Identifikation, bei der die identifizierten Flammenmodelle reduzierter Ordnung abhängig von den akustischen Eigenschaften z.B. der Brennstoffinjektion sind. Ausserdem wird bei modernen SI-Methoden turbulenter Flammenlärm nicht als unkorrelierte Signalkomponente unterdrückt bzw. vernachlässigt, sondern als farbiges Rauschen modelliert. Dieses Vorgehen erhöht die Qualität der Identifikation und erlaubt darüber hinaus, verbleibende Unsicherheiten zu quantifizieren. 2) Mittels Systemidentifikation bestimmte Modelle reduzierter Ordnung können nur so genau sein, wie die Zeitreihendaten aus denen sie abgeleitet wurden. Ausserdem ist zu bedenken, dass MISO Identifikation vergleichsweise lange Zeitreihen benötigt. Darum ist es nötig, ein Modell der turbulenten Verbrennung technisch vorgemischter Flammen zu verwenden bzw. zu entwickeln und zu validieren, das sowohl genau als auch effizient ist. Das Modell muss verlässlich auch auf relative groben Netzen mit erheblicher subskaliger Flammenfaltung arbeiten. Die mittels validierter LES/SI gewonnenen MISO Modelle können mit Modellen der Akustik kombiniert werden, um z.B. ein Einfluss von Lage und akustischer Impedanz der Brennstoffinjektoren auf die thermoakustische Stabilität von Brennkammern in flexibler und effizienter Weise zu untersuchen.    «

Bei der Untersuchung selbsterregter thermoakustischer Instabilitäten der Verbrennung ist es von essentieller Bedeutung, die Antwort der betrachteten Flamme auf die jeweils relevanten Störungen der Strömung zu charakterisieren. Im beantragten Vorhaben wird die dynamische Antwort einer technisch vorgemischten Flamme auf Schwankungen sowohl der Stromauf-Geschwindigkeit als auch des Brennstoff/Luft Äquivalenzverhältnisses modelliert und quantifiziert. Dies wird erreicht durch die Kombination von val...    »