Selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden in Kraftfahrzeugen ...
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5 Spray/Wand-Interaktion<br />
hierfür ist die genaue Kenntnis der Druckabhängigkeit der Siedetemperatur und somit<br />
die E<strong>in</strong>setzbarkeit bei höheren Drücken <strong>in</strong> der motorischen Gemischbildung, e<strong>in</strong><br />
Hauptfokus <strong>in</strong> den bisherigen Untersuchungen der Tropfen/Wand-Wechselwirkung.<br />
Soweit nicht anders angegeben, werden obige Kennzahlen jeweils mit der wandnormalen<br />
Geschw<strong>in</strong>digkeitskomponente gebildet.<br />
5.2 Modellierung der Spray/Wand-Interaktion<br />
In den meisten technisch relevanten Fragestellungen, wie z.B. der motorischen Gemischbildung<br />
oder der Dosierung <strong>von</strong> HWL, s<strong>in</strong>d die physikalischen Prozesse beim<br />
Tropfen/Wand-Kontakt äußerst vielfältig. Neben den oben beschriebenen E<strong>in</strong>flussgrößen<br />
kommen noch stochastische Effekte h<strong>in</strong>zu, die durch kle<strong>in</strong>ste Störungen im Tropfen<br />
oder an der Oberfläche <strong>in</strong>duziert werden. Mit direkter numerischer Simulation lassen<br />
sich heutzutage e<strong>in</strong>zelne Fragestellungen bereits zufriedenstellend lösen, siehe z.B. Karl<br />
et al. [54], Karl [53] oder Maichle et al. [76]. Für die Berechnung <strong>von</strong> Sprühstrahlen<br />
mit e<strong>in</strong>er Vielzahl <strong>von</strong> E<strong>in</strong>zeltropfen s<strong>in</strong>d diese Methoden aufgrund des hohen numerischen<br />
Aufwandes nicht e<strong>in</strong>setzbar. Für Sprayanwendungen wurden deshalb <strong>in</strong> der<br />
Vergangenheit statistische Modelle zur Beschreibung des Wandkontakts <strong>in</strong> der Literatur<br />
vorgestellt, die auf empirischen oder semi-empirischen Korrelationen aufbauen,<br />
z.B. Naber und Reitz [85], Bai und Gosman [11], Stanton und Rutland [113, 114] und<br />
Mundo et al. [83].<br />
Die Anforderungen an die Modellierung der Spray/Wand-Wechselwirkung lassen sich<br />
<strong>in</strong> zwei Abschnitte unterteilen:<br />
1. Bestimmung des vorliegenden Regimes<br />
2. Bestimmung der sekundären Tropfeneigenschaften<br />
Im Falle <strong>von</strong> Tropfenzerfall müssen die sekundäre Tropfenmasse, die Tropfengröße und<br />
-geschw<strong>in</strong>digkeit sowie der Austrittsw<strong>in</strong>kel β und die seitliche Ablenkung Ψ bestimmt<br />
werden, siehe Abbildung 5.1.<br />
Erst <strong>in</strong> den letzten Jahren wurden - maßgeblich bed<strong>in</strong>gt durch die Entwicklung direkte<strong>in</strong>spritzender<br />
Brennverfahren - Modelle entwickelt, die auch den E<strong>in</strong>fluss e<strong>in</strong>er<br />
erhöhten Wandtemperatur explizit berücksichtigen, z.B. Senda et al. [107], Ashida<br />
et al. [8] oder Kuhnke [68]. In der vorliegenden Arbeit wurde e<strong>in</strong> Spray/Wand-<br />
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