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Forschungsgebiete am ITT

Die Forschungsaktivität am ITT umfasst viele Aspekte von Verbrennungsvorgängen, sowohl im Bereich der angewandten Grundlagenforschung als auch für technische Verbrennungssysteme.

Aspekte wie Ressourcenschonung, zunehmende Verschärfung der Gesetzgebung bezüglich Schadstoffminimierung bei Verbrennungsprozesse, und ökonomische Kriterien bilden die Motivationen für die Forschungsaktivitäten des ITT um die meist übervereinfachten Modellannahmen für viele kinetisch kontrollierte Teilaspekte, wie z.B. Schadstoffbildung oder Turbulenz-Chemie Wechselwirkung, zu verbessern. Hierzu werden anhand von Detailexperimenten Submodelle entwickelt, die dann in technischen Anwendungen realistischere Vorhersagen (z.B. durch numerische Simulationen) erlauben. 

 
Verbrennungsprozesse sind reaktive Strömungen, die durch ein komplexes Wechselspiel von Strömung, chemischer Reaktion und molekularem Transport gekennzeichnet sind. Sie lassen sich durch Lösung der zugrundeliegenden Erhaltungsgleichungen für Masse, Impuls, Energie und Speziesmassen (partielles Differentialgleichungssystem) numerisch modellieren. Die Modellierung technischer Verbrennungssysteme wird durch die Tatsache erschwert, dass sich die charakteristischen Zeit-, Längen- und Geschwindigkeitsskalen um mehrere Größenordnungen unterscheiden (Zeitskalen chemischer Reaktionen im Nanosekunden bis Sekunden-Bereich, Dicke von Flammenfronten kleiner als 1mm, Systemabmessungen u. U. mehrere Meter, usw.). Eine direkte numerische Simulation technischer Systeme unter Auflösung der kleinsten Skalen ist deshalb selbst mit den schnellsten vorhandenen Großrechnern nicht möglich. Deshalb werden hierarchische Modellierungsansätze verwendet, bei denen Ergebnisse der Simulation von Detailsystemen (z. B. von Wirbeln, die mit Flammenfronten wechselwirken) gezielt zur Entwicklung von Modellen zur Simulation technischer Systeme eingesetzt werden. Die Arbeiten am ITT umfassen deshalb die ganze Breite numerischer Simulation von Detailsimulationen bis zur Modellierung technischer Verbrennungssysteme.      

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