Auf der Jagd nach dem feinsten Tropfen

Mit Simulationsmethoden, die sonst für Trickfilme und Computerspiele eingesetzt werden, wollen Wissenschaftler am KIT den Abgasausstoß von Flugzeugen um die Hälfte verringern.

Feine Tropfen werden aus einem Gerät gesprüht, das in grünem Licht erstrahlt — Zerstäubung des Kerosins im Experiment: Ziel der Simulationen ist es, die optimale Tropfenverteilung zu berechnen (Foto: KIT)

Moderne Verkehrsflugzeuge kommen schon mit weniger als drei Litern Treibstoff pro 100 Kilometer und Passagier aus. Diesen Wert noch weiter zu verbessern, daran arbeiten Wissenschaftler aus dem KIT im University Technology Centre von Rolls-Royce. Zudem wollen sie den Verbrennungsprozess so optimieren, dass deutlich weniger Abgase entstehen.

Weil aber experimentelle Untersuchungen von Triebwerken teuer und komplex sind haben die Wissenschaftler vom Institut für Thermische Strömungsmaschinen (ITS) nun einen virtuellen Düsenprüfstand entwickelt, mit dem sich mittels numerischer Verfahren die Schadstoffbildung in der Brennkammer vorhersagen lässt. Smoothed Particle Hydrodynamics heißt die Methode, mit der die Ingenieure Größe, Form, Flugbahn und Dynamik von Abermillionen winzigster Kerosintröpfchen berechnen – und visualisieren. Ursprünglich diente die Methode Astrophysikern dazu, Explosionen ganzer Galaxien zu berechnen. Später kamen die Simulation von Tsunamis und visuelle Effekte in Filmen und Videospielen hinzu. Jetzt wird sie auch für die Simulation der Kraftstoffzerstäubung eingesetzt.

Vollständiger Text: Presseinformation 160/2017

mex, 09.11.2017