Ein enges Zusammenspiel aus Grundlagenforschung und anwendungsnaher Wissenschaft

Grundlegende Forschungsfragen orientieren sich an technischen Anwendungen. Typische Beispiele sind hier die Turbulenz-Chemie Interaktion (z.B. in der Gasturbine), Charakteristika von Sprays (z.B. bei der Hochdruckeinspritzung von Kraftstoffen) und Flamme-Wand Interaktionen (z.B. in der motorischen Verbrennung).

Diese Phänomene wollen wir verstehen und entwickeln mathematische Modelle, die in der Simulation von verfahrenstechnischen Prozessen sowie der thermo-chemischen Konversion fester, flüssiger und gasförmiger Brennstoffe angewendet werden.

Am Fachgebiet STFS entwickeln wir eigene Softwaretools und koppeln diese an CFD-Löser wie OpenFOAM®, ANSYS® CFX® und ANSYS® Fluent®. Umfangreiche Rechenkapazitäten stehen mit dem Lichtenberg Hochleistungsrechner der TU Darmstadt und unserem eigenen Rechencluster zur Verfügung.

Aktuelle Forschungsthemen:

  • Flamelet-Modellierung (in höherdimensionalen Mannigfaltigkeit; für die Analyse von laminaren und turbulenten Flammenstrukturen, Mehrphasenverbrennung)
  • Mathematische Modellierung thermo-akustischer Verbrennung
  • Modellierung von Mehrkomponentenverdunstung
  • Modellierung von Schadstoffentstehung in Flammen und Ottomotoren
  • Turbulenz-Chemie Interaktion und Effekte bei chemischen Reaktionen mit endlicher Geschwindigkeit sowie der Einfluss von Krümmungen auf die Zündung
  • Trans- und superkritische Verbrennung
  • Chemische Reaktionskinetik von Festbrennstoffen
  • Erneuerbare Flüssigkraftstoffe
  • Innermotorische Verbrennung und Gasturbinenbrenner
  • Wandnahe reaktive Strömungen
  • Entwicklung von numerischen 1D Flammen-Lösern
  • Anwendung von Machine Learning bei der Modellierung von Verbrennungsprozessen