A Level Set Based Flamelet Model for the Prediction of Combustion in Homogeneous Charge and Direct Injection Spark Ignition Engines (Tienda española)

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Numerische Str¨omungs- und Verbrennungssimulationen von ottomotorischen Brenn-
verfahren mit geeigneten Turbulenz- und Verbrennungsmodellen bieten die M¨oglich-
keit, Design- und Parameterstudien zu unterst¨utzen. Gegenstand dieser Arbeit ist die
Weiterentwicklung von dazu geeigneten Verbrennungsmodellen.
Der in ottomotorischen Brennverfahren umgesetzte Kraftstoff wird sowohl in Ho-
mogen- als auch in Schichtladebetrieb ¨uberwiegend durch vorgemischte Verbrennung
umgesetzt. Zur Modellierung der turbulenten vorgemischten Verbrennung wird ein
Modell auf Basis des sog. Level Set Konzeptes diskutiert. Durch das Level Set Konzept
wird die mittlere turbulente Flammenfront mit Hilfe einer Oberfl¨ache dargestellt, und
die Brennrate wird durch eine turbulente Brenngeschwindigkeit modelliert.
Die Arbeit ist wie folgt gegliedert: Zun¨achst werden nach der Einleitung im zwei-
ten Kapitel notwendige Grundlagen der Str¨omungsmechanik und der verwendeten Tur-
bulenzmodellierung dargestellt. Danach wird im dritten Kapitel das Verbrennungsmo-
dell auf Basis des Level Set Konzeptes hergeleitet. Hierbei wird im Besonderen auf
die Modellierung von instation¨arer Flammenausbreitung eingegangen und ein Modell
zur Beschreibung der Entwicklung von laminaren Flammenkernen entwickelt, wie sie
auch bei der elektrischen Z¨undung entstehen. Im vierten Kapitel wird das vorgestellte
Verbrennungsmodell durch ausgew¨ahlte Testf¨alle evaluiert. Dazu wird zur Vorhersa-
ge der turbulenten Str¨omung ein Reynoldsgemitteltes Turbulenzmodell auf Basis der
turbulenten kinetischen Energie k und der turbulenten Dissipation ε verwendet. Die
Testf¨alle bestehen aus Verbrennungssimulationen in einem Zylindergeometrie mit kon-
stantem Volumen einerseits und Simulationen in einer realistischen Motorengeometrie
andererseits. Dabei wurden f¨ur die Testf¨alle Vergleiche mit Experimenten in der Mo-
torengeometrie f¨ur sowohl Homogenbetrieb als auch im strahlgef¨uhrten direkteinsprit-
zenden Schichtladebetrieb durchgef¨uhrt. Die Arbeit schließt mit einer Diskussion der
Ergebnisse und einem Ausblick ab. translate this word for word dont make any changes , do as deepL ai does