Til hovedinnhold

162-3 Fundamentale flammestudier

162-3 Fundamentale flammestudier

162-3 Blanding av stoff i turbulente hydrogenflammer

Bruk av hydrogen som brensel er blitt aktuelt gjennom behovet for å fange og lagre CO2. Hydrogen har imidlertid helt andre egenskaper enn naturgass og kan ikke brukes i dagens gassturbiner på en miljøvennlig og effektiv måte. Nye design av brennkammer er påkrevet for motorer eller gassturbiner som skal fyres med hydrogen.

Numeriske simuleringsverktøy som gir nøyaktige forutsigelser er viktige i utviklingen av ny forbrenningsteknologi. Slike beregningsverktøy må kunne gi presise beskrivelser av turbulente flammer helt ned til de minste skalaene av de turbulente strømningene, noe som er svært regnekrevende for høy turbulens. Den lineære virvelmodellen 'The Linear Eddy Model' (LEM) er en turbulensmodell basert på en 1D-representasjon av de turbulente strømningene. Den 1-dimensjonale beskrivelsen gjør at modellen i prinsippet kan løse opp turbulensen ned til de minste virvler på en regnemessig økonomisk måte. En tilsvarende 3D modell kalt LEM3D er også utviklet ved SINTEF Energi. Både LEM og LEM3D kan gi verdifull informasjon om blandingsforhold av reagerende stoff ned til minste detalj. Slike blandingsforhold er viktige for å kunne gi presise beregninger av vekselvirkningene mellom turbulens og kjemiske reaksjoner i forbrenningsprosesser.

Oppgave

  • Sette seg inn i The Linear Eddy Model (LEM) og LEM3D-koden
  • Anvendelse av LEM/LEM3D på et skalart blandingseksperiment eller hydrogenflamme
  • Avhengig av søkers forutsetninger og interesse vil én av følgende aktiviteter være en aktuell oppgave:
    • Anvendelse av LEM-kode til å studere fundamentale flamme-egenskaper
    • Parallellisering av LEM3D-koden for effektiv simulering på regneklynge
    • Implementering av detaljerte kjemiske reaksjonsmekanismer i LEM3D
    • Generering av bilder og animasjoner av temperaturfelt og gasskonsentrasjoner i en turbulent strømning
  • Dokumentasjon/rapport

Forutsetninger

  • Interesse for fluiddynamikk
  • Interesse for numeriske metoder
  • Kjennskap til (eller evne til å sette seg inn i) Fortran 90/95, eventuelt C/C++

Søknadsprosedyre

Søknadsfristen gikk ut 28. februar.