
Bei der Auslegung von Brennkammern für Flugzeugtriebwerke ist die genaue Berechnung der Wärmeverluste an den Wänden entscheidend, nicht nur für die Ermittlung globaler Flammeneigenschaften, sondern auch für die Vorhersage von Emissionen. Im vorliegenden Projekt wird daher ein effizientes Simulationsverfahren zur Berechnung turbulenter Verbrennung auf Basis des FGM-Ansatzes entwickelt, das Wandwärmeverluste berücksichtigt.

Für ORC-Turbinen wird ein adjungiertes Formoptimierungsverfahren entwickelt, das gezielt auf den wet-to-dry-Prozess ausgelegt ist. Dabei tritt ein zweiphasiges Arbeitsmedium in die Turbine ein und verdampft vollständig im ersten Leitgitter. Grundlage bildet eine detaillierte Mehrphasenmodellierung, die Realgasverhalten sowie Nichtgleichgewichtseffekte an Phasengrenzen berücksichtigt.

Durch die Entwicklung einer numerischen Methode zur Abbildung des nicht-linearen thermodynamischen Verhaltens organischer Arbeitsfluide in ORC-Turbinen konnten präzise CFD-Simulationen einer Kaskadenströmung durchgeführt werden. Dadurch lassen sich Verlustmechanismen gezielt analysieren und die Effizienz bei der Umwandlung industrieller Abwärme in Strom steigern.