Chemisch-kinetische Modelle sind der Schlüssel zum Verständnis und der Simulation reaktiver Verbrennungsprozesse. Unser Ziel ist es hierbei, akkurate und effiziente Modelle für die CFD bereitzustellen und für erste Fuel-Bewertungen und Vorauslegungen von Verbrennungssystemen direkt anzuwenden.
Chemisch-kinetische Modelle sind der Schlüssel zum Verständnis und der Simulation reaktiver Verbrennungsprozesse. Unser Ziel ist es hierbei, akkurate und effiziente Modelle für die CFD bereitzustellen und für erste Fuel-Bewertungen und Vorauslegungen von Verbrennungssystemen direkt anzuwenden.
Zu den Kernkompetenzen der Abteilung gehören die Neuerstellung und Weiterentwicklung detaillierter chemisch-kinetischer Modelle für Luft- und Raumfahrttreibstoffe, Verkehrskraftstoffe sowie allgemeine Brennstoffe. Die Modellentwicklung wird ergänzt durch die Erstellung effizienter, brennstoffspezifischer Hybrid Chemistry (HyChem) Modelle. Die Kompetenzen werden unterstützt durch quanten-chemische Verfahren zur Bestimmung von thermo-physikalischen Eigenschaften sowie entscheidender Reaktionsraten als auch durch hauseigene experimentelle Untersuchungen in Stoßwellenrohren, Strömungsreaktoren und Laminarbrennern.
Zur Erhöhung der Genauigkeit chemisch-kinetischer Modelle werden fortschrittliche Optimierungsmethoden entwickelt und verwendet. Dabei verwendet die Abteilung die hauseigene, hoch effiziente Methode des linearen Transformationsmodells (linTM), welches die numerischen Kosten gegenüber konventionellen Methoden um Größenordnungen reduziert. Dies eröffnet neue Möglichkeiten, umfangreiche chemisch-kinetische Modelle mit umfassenden experimentellen Daten bei numerisch vertretbarem Aufwand zu optimieren.
Auf Basis von Analyse- und Optimierungsmethoden des linTM wird die Methode der rapiden Reduktion chemisch-kinetischer Modelle abgeleitet. Die damit reduzierten Modelle ermöglichen deutlich erhöhte Reduktionsgrade gegenüber konventionellen Methoden. Durch die Nachoptimierung des reduzierten Modells auf Zwischenspezies, Zündverzugszeiten und Flammengeschwindigkeiten wird dabei gleichzeitig - ähnlich wie bei einem detaillierten Modell - eine hohe Genauigkeit erzielt.
