Die sichere Vorhersage selbsterregter Verbrennungsinstabilitäten stellt nach wie vor ein ungelöstes Problem für die Zuverlässigkeit von Flüssigkeits-Raketentriebwerken dar. Die vorliegende Dissertation befasst sich mit einem neuen, dreidimensionalen Simulationsverfahren zur Vorhersage dieser Instabilitäten. Dabei werden die linearisierten Grundgleichungen in Verbindung mit dem Verbrennungsmodell nach Crocco in der Brennkammer und dem sich anschließenden konvergenten Düsenteil im Zeitbereich gelöst. Die Ergebnisse analysieren die entstehenden Schwingungsmoden und deren Stabilität. Das Verhalten der Düse stimmt sehr gut mit der Theorie nach Bell und Zinn bzw. experimentellen Ergebnissen von Bell überein. Das Verfahren ermöglicht auch das Einbinden von akustischen Resonatoren über eine Randbedingung, die deren frequenzabhängiges Verhalten im Zeitbereich beschreibt. So lassen sich einzelne Schwingungsmoden gezielt unterdrücken.      «

Die sichere Vorhersage selbsterregter Verbrennungsinstabilitäten stellt nach wie vor ein ungelöstes Problem für die Zuverlässigkeit von Flüssigkeits-Raketentriebwerken dar. Die vorliegende Dissertation befasst sich mit einem neuen, dreidimensionalen Simulationsverfahren zur Vorhersage dieser Instabilitäten. Dabei werden die linearisierten Grundgleichungen in Verbindung mit dem Verbrennungsmodell nach Crocco in der Brennkammer und dem sich anschließenden konvergenten Düsenteil im Zeitbereich ge...     »

The reliable prediction of self-excited combustion instabilities in liquid rocket engines is still a challenging problem. This dissertation deals with a new method for predicting these instabilities by solving linearised governing equations on three-dimensional geometries in the time domain. The computational domain includes the combustion chamber and the convergent part of the connected nozzle. The flame is described by the heat release model developed by Crocco. The resulting oscillation modes and their stability depend on the parameters of the heat release model. The behaviour of the nozzle agrees very well with the results of the theory developed by Bell and Zinn and experimental results obtained by Bell. The frequency-dependant behaviour of quarterwave tubes can be included into the simulation by time domain impedance boundary conditions. This allows for the selective damping of oscillation modes.     «

The reliable prediction of self-excited combustion instabilities in liquid rocket engines is still a challenging problem. This dissertation deals with a new method for predicting these instabilities by solving linearised governing equations on three-dimensional geometries in the time domain. The computational domain includes the combustion chamber and the convergent part of the connected nozzle. The flame is described by the heat release model developed by Crocco. The resulting oscillation mod...     »