SPP 1061:  Fluidzerstäubung und Sprühvorgänge

• Fachliche Zuordnung: Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 1998 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5469071

Das Schwerpunktprogramm "Fluidzerstäubung und Sprühvorgänge" umfasst experimentelle Untersuchungen und numerische Simulationen zu grundlegenden Zerstäubungsmechanismen und Transportprozessen in Sprays. Sehr unterschiedliche Zerstäubungsarten werden untersucht, darunter Flüssigfilme, periodisch angeregte Strahlen, Druckzerstäubung mit Drall, Hohlkegelzerstäubung, Zerstäubung mit dispersen Gasen und Düsen mit Kavitationserscheinungen. Die experimentellen Untersuchungen werden mit einem Hochgeschwindigkeits-Visualisierungssystem unterstützt (100MHz, 8 Bilder), das unter allen Partnern geteilt wird. Weitere eingesetzte Messtechniken umfassen synchronisierte Aufnahmen, die Phasen-Doppler-Messtechnik, Laser induzierte Fluoreszenz, Partikel-Image-Velocimetry sowie Gas-Phase-Image-Velocimetry. Einige Projekte betrachten die Zerstäubung in einer Umgebung mit erhöhtem oder ozsillierendem Druck. Viele der experimentellen Projekte werden eng mit numerischen Projekten abgestimmt, so dass die Rand- und Anfangsbedingungen sehr gut definiert bleiben. Die Simulationen werden weitgehend mit Hilfe Direkt-Numerischer-Simulationen (DNS) durchgeführt, wobei verschiedene Varianten von Interface-Capturing- und Interface-Tracking-Verfahren eingesetzt werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme

Projekte

• Charakterisierung des Strahlzerfalls unter Einfluß von Turbulenz und aerodynamischen Kräften (Antragsteller Koschel, Wolfgang )
• Direkte Numerische Simulation der turbulenten Strömung in einer Einstoffzerstäuberdüse und im Düsennahbereich (Antragsteller Janicka, Johannes )
• Direkte numerische Simulation der turbulenten Strömung in Zerstäubungsdüsen (Antragsteller Laurien, Eckart )
• Direkte numerische Simulation von Düseninnenströmungen und Turbulenzeffekten auf die freie Oberfläche des Strahles (Antragsteller Peric, Milovan )
• Druckband der Abschlussberichte (SPP 1061) (Antragsteller Tropea, Cameron )
• Einfluß der Düseninnenströmung auf den Zerfallsmechanismus in Druckzerstäubern (Antragsteller Tropea, Cameron )
• Einfluß der Turbulenz auf die Zerstäubung von Rundstrahlen (Antragsteller Tropea, Cameron )
• Einfluß instationärer Strömungszustände auf den Zerstäubungsprozeß (Antragsteller Wittig, Sigmar )
• 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 (Antragsteller Beushausen, Volker )
• Entwicklung eines KES-basierten Gesamtmodells zur numerischen Beschreibung des kompletten Zerstäubungsvorgangs (Antragsteller Janicka, Johannes )
• Entwicklung von Modellen für die Zweiphasen-Zustandsverteilung am Austritt kavitierender Zerstäubungsdüsen (Antragsteller Ballmann, Josef )
• Erfassung und Bewertung von Konzentrations-Inhomogenitäten von Tropfenverteilungen in Sprays (Antragsteller Fritsching, Udo )
• Experimentelle Untersuchung des Strahlzerfalls bei Benzin-Direkteinspritzung (Antragsteller Spicher, Ulrich )
• Experimentelle Untersuchung des Zerstäubungsvorganges im Düsennahbereich mittels hochfrequenter Strahlanregung und stroboskopischer Betrachtung (Antragsteller Chaves, Humberto )
• Grundlagenuntersuchungen zum Kavitationseinfluß auf den primären Strahlaufbruch bei der Hochdruckzerstäubung (Antragsteller Merker, Günter P. )
• Hochgeschwindigkeits-Visualisierungssystem (Antragsteller Tropea, Cameron )
• Instationäre Zerstäubung bei hohen Drücken (Antragsteller Renz, Ulrich )
• Instationäre Zerstäubung bei hohen Drücken (Antragsteller Ruder, Hanns )
• Lamellendickenparameter und Optimierung von Hohlkegeldüsen (Antragsteller Walzel, Peter )
• Mehrphasiges Zerstäuben von überhitzten Suspensionen (Antragsteller Mewes, Dieter )
• Modellierung der turbulenten Zerstäubung von Flüssigkeiten und Sprühnebelberechnung (Antragsteller Sommerfeld, Martin )
• Numerische Berechnung dreidimensionaler Transportvorgänge an angeströmten, sich verformenden Tropfen, kleinen Tropfengruppen und Flüssigkeitsligamenten (Antragsteller Weigand, Bernhard )
• Numerische Simulation von Gas-Flüssigkeitstrennflächen mit einem hybriden Capturing-Tracking-Algorithmus (Antragsteller Binninger, Bernd )
• Numerische Simulation von Hochgeschwindigkeitskavitation in Einspritzdüsen (Antragsteller Schnerr, Günter H. )
• Optimierung von Zerstäubungsdüsen durch experimentelle Anwendung evolutionärer Algorithmen und optische Strömungsanalysen (Antragsteller Lucas, Klaus )
• Steuerung des Zerfalls von Flüssigkeitsfilmen zur Sprayerzeugung (Antragsteller Brenn, Günter )
• Strahlzerfall und Mischung bei der Expansion von Flüssigkeitsgemischen in den thermodynamisch metastabilen Bereich (Antragsteller Sattelmayer, Thomas )
• Strahlzerfall und Tropfenbildung fluider Phasen in verdichteten Gasen (Antragsteller Eggers, Rudolf )
• Transportvorgänge und Interaktion in Sprays nach dem primären Zerfall (Antragsteller Grünefeld, Gerd )
• Untersuchung der Struktur eines optisch dichten Zerstäubungsstrahls mittels Korrelationsvelocimetrie (Antragsteller Chaves, Humberto )
• Zerstäubung binärer Gemische mit stark unterschiedlichen Dampfdrücken (Antragsteller Schweiger, Gustav )
• Zerstäubung von Flüssigkeiten mit dispergierten fluiden Phasen (Antragsteller Mewes, Dieter )
• Zerstäubung von Mineralschmelzen mit Heißgas (Antragsteller Bauckhage, Klaus )

• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Cameron Tropea