Reduction methods for the modeling and the simulation of combustion processes

  • type: Vorlesung (V)
  • chair: Fakultät für Maschinenbau
  • semester: SS 2019
  • sws: 2
  • lv-no.: 2166543
Prerequisites

None

Recommendations:

None

Bibliography

N. Peters, B. Rogg: Reduced kinetic mechanisms for aplication in combustion systems, Lecture notes in physics, 15, Springer Verlag, 1993.

Content of teaching

The course will introduce the principles of model reduction of chemical kinetic models of combustion processes. The basic mathematical concepts and methods of analysis of chemical reaction mechanisms will be outlined in the context of model reduction. The detailed implementation scheme of model reduction will be introduced. The course will cover simplified and idealized models of combustion (e.g. auto-ignition, explosion, deflagration etc.), which will be analyzed and reduced. The main analytical methods and numerical tools will be presented, evaluated and illustrated by using these simple examples.

Workload

regular attendance: 21 hours

self-study: 100,0 hours

Aim

After completing this course students will be able to:

  • explain the fundamental mathematical concepts in model reduction for reacting flows,
  • perform an analysis of kinetic models of reacting flows,
  • analyse ideal and reduced models used to describe different combustion regimes,
  • understand and asses the predominant methods for the mathematical analysis of reduced models.
Exam description

Oral
Duration: 30 min.

Informationen zur Vorlesung

Die Vorlesung bietet:

Die Vorlesung stellt eine Einführung in die Grundlagen der mathematischen Methoden und die Analyse von kinetischen Modellen reagierender Strömungen dar. Hierzu werden die grundlegende Methodik zur Modellreduktion sowie die Implementierung dieser Methodik umrissen. Im Verlauf der Vorlesung werden vereinfachte und idealisierte Modelle angesprochen, mit denen verschiedene Verbrennungsprozesse (z.B. Selbstzündung, stationäre Flammen, Flammenlöschung etc.) beschrieben und reduziert werden können. Anhand von vielen einfachen Beispielen werden die Reduktionsmethoden vorgestellt und bewertet.

Vorlesungsziele:

Nach Teilnahme an der Veranstaltung sind die Studierenden in der Lage:

  • die grundlegenden mathematischen Konzepte der Modellreduktion für reaktive Strömungen zu erklären,
  • eine Analyse von kinetischen Modellen reagierender Strömungen durchzuführen,
  • idealisierte und reduzierte Modelle zu untersuchen anhand derer verschiedene Verbrennungsregime dargestellt werden können,
  • die wichtigsten Methoden zur mathematischen Analyse der Eigenschaften von reduzierten Modellen zu erläutern und zu bewerten.

Arbeitsaufwand:

Präsenzzeit: 21 Stunden

Prüfung:

Mündlich Prüfung (Dauer: 30min)

Selbststudium: 100,0 Stunden

Literaturhinweis:

  • N. Peters, B. Rogg: Reduced kinetic mechanisms for aplication in combustion systems, Lecture notes in physics, 15, Springer Verlag, 1993.