Numerische Methoden spielen eine große Rolle bei der Entwicklung luftatmender Antriebssysteme. Ein Problem, das den Einsatz der Strömungsberechnung zur Auslegung von Überschallbrennkammern bisher verhindert, ist der hohe Rechenaufwand der numerischen Methoden. In dieser Arbeit werden zwei wesentliche Themen behandelt, die Weiterentwicklung numerisch effizienter Methoden zur Simulation der Überschallverbrennung und der Einsatz der numerischen Methoden zur Untersuchung der Strömungs-, Mischungs- und Reaktionsvorgänge in Überschallströmungen. Als Ergebnis wurde ein Verfahren (Reaction-Mapping) entwickelt, das die Chemieberechnung bei der Simulation übernimmt und zu einer enormen Reduzierung des Rechenzeitaufwands führt. Zusätzlich wurde auf Basis der Brennkammeruntersuchungen ein neues Injektorkonzept entwickelt, das im Vergleich zu konventionellen Konzepten eine verlustarme Flammenstabilisierung über einen breiten Flugmachzahlbereich gewährleistet.     «

Numerische Methoden spielen eine große Rolle bei der Entwicklung luftatmender Antriebssysteme. Ein Problem, das den Einsatz der Strömungsberechnung zur Auslegung von Überschallbrennkammern bisher verhindert, ist der hohe Rechenaufwand der numerischen Methoden. In dieser Arbeit werden zwei wesentliche Themen behandelt, die Weiterentwicklung numerisch effizienter Methoden zur Simulation der Überschallverbrennung und der Einsatz der numerischen Methoden zur Untersuchung der Strömungs-, Mischungs- u...     »

Numerical methods play an important role for the development of air-breathing propulsion systems. Up to now the application of cfd-methods for the design of supersonic combustion chambers has been prevented by extremely high computation costs. In this work, two essential themes are discussed: the further development of numerically efficient methods for the simulation of the supersonic combustion and the application of the numerical methods for the investigation of flow, mixing and reaction processes in supersonic flows. As a result a reaction-mapping approach was developed, which provides an efficient calculation of the detailed chemistry by cfd-simulation and reduces the computation costs enormously. Additionally a novel injector concept was developed that guarantees a low loss flame stabilization by combustion intermediates over a wide range of flight Mach number compared to conventional concepts.     «

Numerical methods play an important role for the development of air-breathing propulsion systems. Up to now the application of cfd-methods for the design of supersonic combustion chambers has been prevented by extremely high computation costs. In this work, two essential themes are discussed: the further development of numerically efficient methods for the simulation of the supersonic combustion and the application of the numerical methods for the investigation of flow, mixing and reaction proce...     »