Einsatz flächig ortsauflösender Laser-Meßverfahren zur korrelierten, zeitaufgelösten Untersuchung des Einflusses von Düseninnenströmung auf Strahlzerfall und zeitliche Entwicklung des Massenflusses - Schaffung einer Datenbasis für direkte numerische Simulationen

• Applicant: Dr. Volker Beushausen (†)
• Subject Area: Fluid Mechanics
• Term: from 1998 to 2003
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5112380

Zur Verifizierung und Optimierung der Modellvorstellungen mangelt es derzeit an gesicherten experimentellen Daten. Das beschriebene Forschungsvorhaben soll diese Lücke in enger Kooperation mit anderen Experimentatoren und Theoretikern schließen. Es sollen Meßdaten bzgl. der determinierenden Einflüsse der Geschwindigkeits- und Turbulenzstruktur der Düseninnenströmung von Ein- bzw. Zweistoffdüsen auf den Strahlzerfallsprozeß, die Tröpfchenbildung und die Tröpfchenverdampfung generiert werden. Dabei werden flächig bzw. linear ortsauflösende Lasermeßverfahren eingesetzt, mit denen zeitaufgelöst und zum Teil simultan möglichst viele relevante Meßgrößen erfaßt werden können. Insbesondere sollen die flächige Strömungsgeschwindigkeitsverteilung sowie die Turbulenz der Gas- und Flüssigkeitsströmung in der Düse als auch im Strahlzerfalls- und im voll entwickelten Sprühbereich vermessen werden. Desweiteren sollen so wichtige Größen wie Massenfluß, Tröpfchentemperatur, Gastemperatur, Verteilung der flüssigen und dampfförmigen Phase, Relativgeschwindigkeit beider Fluide und das 'air-entrainment' ortsaufgelöst untersucht werden. Eine enge Abstimmung mit Modellierern bzgl. der Wahl der Düsengeometrie und der experimentellen Randbedingungen soll dabei den Einbau der experimentell gewonnenen Daten in direkte numerische Simulationen der Vorgänge erheblich erleichtern. Durch eine zielgerichtete Variation der Strahlzerfallsparameter (Reynoldszahl, Relativgeschwindigkeit der Fluide, Kollisionswinkel der Fluide) wird eine umfangreiche Datenmatrix geschaffen, die einen großen Beitrag zur Verifizierung bzw. Optimierung bestehender Modellvorstellungen ermöglicht.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1061: Fluidzerstäubung und Sprühvorgänge