Im Zentrum unserer Forschungsarbeiten stehen thermo-akustische Verbrennungsinstabilitäten. Diese beeinträchtigen die Sicherheit und Zuverlässigkeit sowohl von Gasturbinen und Raketenmotoren als auch von Haushalts- oder Industriebrennern. Die Nutzung von Energieträgern wie H2 oder NH3 bringt besondere Herausforderungen bezüglich der Flammenstabilisierung mit sich. 

Zur Analyse und Beherrschung von Instabilitäten werden in einem interdisziplinären Ansatz Strömungsmechanik, Akustik und Verbrennung mit Methoden der Systemidentifikation und Regelungstechnik kombiniert. Dabei stehen wir im intensiven Austausch mit Kollegen an Forschungseinrichtungen in- und außerhalb Europas.

Website: Forschung am TFD
Kontakt: Prof. Dr. Wolfgang Polifke

Die Zielsetzung des Vorhabens ist die Bestimmung und Bewertung der thermo-akustischen Eigenschaften eines Brennkammerprüfstands. Dies ist wichtig für den Vergleich aktueller Kerosin-basierter Technologien mit zukünftigen Konzepten der Wasserstoffverbrennung, insbesondere hinsichtlich der Flammendynamik und der thermo-akustischen Stabilität.

Das Ziel des Projekts ist die numerische Untersuchung der Flammendynamik von Kerosin- und Wasserstoffflammen. Hierfür werden hochauflösende CFD-Methoden mit Modellen der Systemidentifikation kombiniert, um die frequenzabhängige Flammen- und Entropieantwort auf akustische Anregungen zu ermitteln. Diese Daten werden in Modelle der Brennkammerakustik integriert, um die thermo-akustische Stabilität zu analysieren. Die Ergebnisse sollen mit numerischen und experimentellen Daten validiert werden.

Zusammengefasst liefert das Vorhaben eine numerisch/experimentell abgestützte Untersuchung der thermo-akustischen Stabilität einer   Brennkamme für 100% Wasserstoffverbrennung. Dies unterstützt die nationale Wasserstoffstrategie und beschleunigt die Einführung von Wasserstoff in die Luftfahrt.

Projektrahmen: LuFo VI
Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)
Laufzeit: 01.04.2023 - 31.03.2027
Kontakt: Clément Mocquard