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An efficient multi-fluid-mixing model for real gas reacting flows in liquid propellant rocket engines

Banuti, Daniel und Hannemann, Volker und Hannemann, Klaus und Weigand, B. (2016) An efficient multi-fluid-mixing model for real gas reacting flows in liquid propellant rocket engines. Combustion and Flame, 168, Seiten 98-112. Elsevier. doi: 10.1016/j.combustflame.2016.03.029. ISSN 0010-2180.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2016.03.029

Kurzfassung

This paper introduces a new model for real gas thermodynamics, with improved accuracy, performance, and robustness compared to state-of-the-art models. It is motivated by the physical insight that in non- premixed flames, as encountered in high pressure liquid propellant rocket engines, mixing takes place chiefly in the hot reaction zone among ideal gases. We developed a new model taking advantage of this: When real fluid behavior only occurs in the cryogenic oxygen stream, this is the only place where a real gas equation of state (EOS) is required. All other species and the thermodynamic mixing can be treated as ideal. Real fluid properties of oxygen are stored in a library; the evaluation of the EOS is moved to a preprocessing step. Thus decoupling the EOS from the runtime performance, the method allows the application of accurate high quality EOS or tabulated data without runtime penalty. It provides fast and robust iteration even near the critical point and in the multiphase coexistence region. The model has been validated and successfully applied to the computation of 0D phase change with heat addition, and a supercritical reactive coaxial LOX/GH 2 single injector.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/114160/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:Volume 168- selected pp. 1-436 (June 2016) Available online 5 May 2016
Titel:An efficient multi-fluid-mixing model for real gas reacting flows in liquid propellant rocket engines
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Banuti, DanielDaniel.Banuti (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hannemann, VolkerVolker.Hannemann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hannemann, KlausKlaus.Hannemann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9653-4087NICHT SPEZIFIZIERT
Weigand, B.bernhard.weigand (at) itlr.uni-stuttgart.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:5 Mai 2016
Erschienen in:Combustion and Flame
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:168
DOI:10.1016/j.combustflame.2016.03.029
Seitenbereich:Seiten 98-112
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTElsevierNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Elsevier
ISSN:0010-2180
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Real-fluid, Cryogenic, Injection, Rocket, Injection, Supercritical
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Raumfahrzeugsysteme - Systemanalyse Raumtransport (alt)
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge, GO
Hinterlegt von: Bachmann, Barbara
Hinterlegt am:18 Sep 2017 15:35
Letzte Änderung:03 Nov 2023 07:49

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