Turbulence–Combustion Interactions in Premixed and Non-premixed Flames Generated by Hot Active Turbulent Jets

Direkte numerische Simulationen der durch Turbulenzündung (TJI) unterstützten Verbrennung magerer Wasserstoff-Luft-Gemische werden in einer dreidimensionalen planaren Strahlkonfiguration für verschiedene thermochemische Bedingungen durchgeführt. TJI ist eine neuartige Zündverbesserungsmethode, die die Verbrennung von mageren und ultramageren Brennstoff-Luft-Gemischen erleichtert, indem sie schnell und kontinuierlich Verbrennungsprodukten mit hoher Temperatur ausgesetzt werden. Voll komprimierbare Gasdynamik und Spezies-Gleichungen werden mit Finite-Differenz-Methoden hoher Ordnung gelöst. Die Wasserstoff-Luft-Reaktion wird durch einen detaillierten chemischen Kinetikmechanismus simuliert. Turbulenz-Verbrennung-Wechselwirkungen in TJI-Systemen werden hier für unterschiedliche Bedingungen unter Verwendung der Flammenfreisetzung, Temperatur, Spezies-Konzentrationen und einer neu definierten Fortschrittsvariable untersucht. Wichtige Phänomene wie lokalisierte Flammenlöschung / Wiederentzündung und gleichzeitige Existenz vorgefertigter / nicht vorgemischter Flammen in TJI-Systemen werden ebenfalls untersucht.