Das ITT: Eine Beschreibung

Verbrennungsprozesse sind reagierende 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 numerisch lösen.
Die Modellierung technischer Verbrennungssysteme wird durch die Tatsache erschwert, dass sich die charakteristischen Zeit-, Längen- und Geschwindigkeitsskalen um mehrere Größenordnungen unterscheiden.
Eine direkte numerische Simulation technischer Systeme unter Auflösung der kleinsten Skalen ist deshalb selbst mit den schnellsten vorhandenen Großrechnern nicht praktikabel.

Am ITT werden fortschrittliche Methoden zur Vorhersage von reagierenden Strömungen in technischen Prozessen (z.B. zur Energiewandlung oder in der Verfahrenstechnik) entwickelt.
Dies geschieht durch eine systematische Verbindung von Experimenten, Modellentwicklung und numerischer Simulation.

Es werden hierarchische Modellierungsansätze verwendet, bei denen Ergebnisse aus Experimenten und
von Simulationen von Detailsystemen (z. B. von Wirbeln, die mit Flammenfronten wechselwirken) gezielt zur Modellentwicklung technischer Systeme eingesetzt. Die Arbeiten am ITT umfassen deshalb die ganze Breite numerischer Simulationen, von Detailsimulationen bis zur Modellierung technischer 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.