Publisher's Synopsis
Die prazise Vorhersage der Emissionen in Flugtriebwerken ist aufgrund der Emissionsvorschriften von grosser Bedeutung. Im Auslegungsprozess werden Stromungssimulationen verwendet, in denen wichtige Phanomene, wie Turbulenz, Zerstaubung, Verdunstung und Verbrennung mit Modellen abgebildet werden. Die dabei notwendigen Tropfenstartbedingungen haben grossen Einfluss auf die Schadstoffbildung. Mit der vorliegenden Arbeit wurde erstmals ein statistisches Modell entwickelt, das die Eigenschaften eines Sprays mit multivariaten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen beschreibt. Es basiert auf einer 5D-Copula-Konstruktion, die in Zusammenarbeit mit Prof. Grothe und Prof. Coblenz entwickelt wurde. Damit ist es moglich, mittels SPH-Simulationen generierte Spraydaten effizient als Tropfenstartbedingungen in Euler-Lagrange-Simulationen der Triebwerksbrennkammer zu ubertragen. Da die Spraydaten sich fur die verschiedenen Betriebsbedingungen unterscheiden, wurden die Parameter der Copula-Konstruktion mittels Metamodellen den Betriebsbedingungen zugeordnet. Dadurch ist das Modell in der Lage, fur beliebige Betriebspunkte im Gultigkeitsbereich Tropfenstartbedingungen zu generieren. Neben diesem sogenannten MARTINI-Modell (MultivARiaTe-INjectIon) wurde ein phanomenologisch-statistisches Modell entwickelt, das aufgrund seiner analytischen Gleichungen Einblicke in den Zerstaubungsprozess ermoglicht, die das rein statistisch aufgebaute MARTINI-Modell nicht erlaubt.
