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Turbulent Flame Shape Switching at Conditions Relevant for Gas Turbines

Langella, Ivan und Heinze, Johannes und Behrendt, Thomas und Voigt, Lena und Swaminathan, Nedunchezhian und Zedda, Marco (2020) Turbulent Flame Shape Switching at Conditions Relevant for Gas Turbines. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 142 (1), 011026. American Society of Mechanical Engineers (ASME). doi: 10.1115/1.4044944. ISSN 0742-4795.

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Offizielle URL: https://doi.org/10.1115/1.4044944

Kurzfassung

A numerical investigation is conducted to shed light on the reasons leading to different flame configurations in gas turbine (GT) combustion chambers of aeronautical interest. Large eddy simulations (LES) with a flamelet-based combustion closure are employed for this purpose to simulate the DLR-AT big optical single sector (BOSS) rig fitted with a Rolls-Royce developmental lean burn injector. The reacting flow field downstream this injector is sensitive to the intricate turbulent-combustion interaction and exhibits two different configurations: (i) a penetrating central jet leading to an M-shape lifted flame; or (ii) a diverging jet leading to a V-shaped flame. The LES results are validated using available BOSS rig measurements, and comparisons show the numerical approach used is consistent and works well. The turbulent-combustion interaction model terms and parameters are then varied systematically to assess the flame behavior. The influences observed are discussed from physical and modeling perspectives to develop physical understanding on the flame behavior in practical combustors for both scientific and design purposes.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/133871/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Turbulent Flame Shape Switching at Conditions Relevant for Gas Turbines
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Langella, IvanDepartment of Aeronautical and Automotive Engineering, Loughborough University, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heinze, JohannesJohannes.Heinze (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Behrendt, ThomasThomas.Behrendt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4154-3277NICHT SPEZIFIZIERT
Voigt, Lenalena.voigt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9011-2855NICHT SPEZIFIZIERT
Swaminathan, NedunchezhianDepartment of Engineering, University of Cambridge, Cambridge UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zedda, MarcoRolls-Royce plc, Derby, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Januar 2020
Erschienen in:Journal of Engineering for Gas Turbines and Power
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:142
DOI:10.1115/1.4044944
Seitenbereich:011026
Verlag:American Society of Mechanical Engineers (ASME)
ISSN:0742-4795
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Flames, Shapes, Turbulence, Flow (Dynamics), Vorticity, Combustion chambers, Ejectors, Combustion
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Antriebssysteme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L ER - Engine Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Brennkammertechnologien (alt), L - Virtuelles Triebwerk und Validierungsmethoden (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Antriebstechnik > Brennkammer
Institut für Antriebstechnik > Triebwerksmesstechnik
Hinterlegt von: Willert, Dr.phil. Christian
Hinterlegt am:26 Okt 2020 09:56
Letzte Änderung:20 Jun 2021 15:53

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