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Zusammenarbeit innerhalb des Sonderforschungsbereichs

Die Zusammenarbeit innerhalb des Sonderforschungsbereichs ist durch die folgenden Prinzipien bestimmt:

  • Die Idee eines Sonderforschungsbereichs über Transportphänomene, Wärme- und Stoffübertragung, Chemische Reaktionen  bei instationärer Verbrennung und deren Auswirkung in technischen Systemen  wurde von den beteiligten Gruppen anfänglich mit einer Zahl von weit über dreißig Einzelprojekten  vorangetrieben. Durch intensive konzeptionelle Diskussionen wurde die Zahl der Einzelvorhaben auf eine für einen Sonderforschungsbereich sinnvolle Größe eingeschränkt. Das Resultat dieses Diskussionsprozesses  ist eine konzeptionelle Fokussierung auf einige wichtige Themenfelder und die Formulierung der Mehrzahl der kompakten Einzelvorhaben durch interdisziplinäre Gruppen von Antragstellern aus unterschiedlichen Fakultäten bzw. Forschungseinrichtungen. Durch diese Verknüpfung ist eine intensive Zusammenarbeit der einzelnen Antragsteller garantiert.
  • Alle Einzelvorhaben orientieren sich eng an wenigen grundlegenden instationären Phänomenen und Problemen moderner, zukunftssicherer Verbrennungskonzepte. Diese Orientierung wird verstärkt  durch die teilweise Überlappung der Methoden in den einzelnen Teilprojekten. Die hierbei erforderliche Zusammenarbeit ermöglicht die Entwicklung von experimentellen bzw. numerischen Methoden an thematisch eingegrenzten Problemstellungen, die Absicherung ihres Einsatzbereiches und  die weitgehende Validierung ihrer Ergebnisse.
  • Für eine Reihe von Teilvorhaben werden  identische  oder weitgehend ähnliche Versuchsträge verwendet, um die experimentellen Aussagen von unkontrollierbaren Randbedingungen unabhängig zu machen. Auch diese Form der Vorgehensweise garantiert eine intensive Zusammenarbeit zwischen den einzelnen antragstellenden Gruppen.
  • Zu den einzelnen Themenfeldern werden Arbeitsgruppen und Arbeitskreise eingerichtet, die sich in unregelmäßiger Folge treffen, um den Projektfortschritt und die Zusammenarbeit auszuwerten. Die Ergebnisse, die in den einzelnen Projekten erzielt werden, sollen einer breiten Fachöffentlichkeit zugänglich gemacht werden, z.B. durch Einstellen in das „Internet“ und eine „Pre-Print“-Reihe, so dass neben der Zusammenarbeit innerhalb des Sonderforschungsbereichs auch die Zusammenarbeit mit anderen Forschungsverbünden  gefördert wird.


Darüber hinaus ist die Zusammenarbeit innerhalb des Sonderforschungsbereichs durch die einzelnen Themenfelder gegeben, in die die einzelnen Teilvorhaben in Form von Projektclustern – wie in Abschnitt 1.1.3 beschrieben -  zusammengefasst sind.

Beispielhaft können für die Zusammenarbeit im Sonderforschungsbereich folgende Linien angegeben werden: Die Teilprojekte A1, A2 und A4 beschäftigen sich mit der Kinetik und den Mechanismen von Zündungs- und Verbrennungsprozessen unter transienten Druck- Temperatur- und Konzentrationsverhältnissen. Alle  Teilprojekte, in denen kinetische Daten für die Modellierung von Verbrennungsvorgängen benötigt werden, insbesondere die Teilprojekte A3, A5, B5, sind unmittelbar auf die Ergebnisse dieser Teilprojekte angewiesen. Andererseits liefern Messungen von Zünd- und Verbrennungsprozessen oder Schadstoffbildung in idealisierten oder realen Systemen, insbesondere die Teilprojekte A3, B1, C3, C4, die Validierungsfälle für diese Arbeiten und werfen für die experimentellen Untersuchungen in diesen Projekten veränderte oder neue Fragestellungen auf.  Die gleiche Wechselwirkung zwischen Experiment und Modellierung bzw. numerischer Simulation besteht zwischen den Teilprojekten C1, A6 und A7, in denen jeweils bestimmte, zu periodischen Instabilitäten neigende Strömungskonfigurationen mit LES numerisch simuliert werden. Die Zündung, Flammenausbreitung und Schadstoffbildung unter transienten, nichtadiabaten Bedingungen ist Gegenstand der Teilprojekte B1, B2, C4. Hier werden an idealisierten Konfigurationen die wesentlichen Abhängigkeiten untersucht sowie die Modellbildung durchgeführt, die dann in komplexere Anordnungen übertragen werden. Hierbei ergibt sich jeweils Wechselwirkung und Rückkopplung zwischen den einzelnen Projekten bei der schrittweisen Erhöhung der Komplexität der Anordnung.  Schließlich ist für die Spray-Bildung,  Wechselwirkung Sprühstrahl-Wand, Spray-Verdampfung, Wärmeübertragung unter transienten Bedingungen mit den Teilprojekten B4, und C3 ein analoger Zusammenhang gegeben. Die Modellentwicklung und numerische Simulation von Wandfilmströmung und Tropfenabriss wird validiert durch  entsprechende Experimente in Teilprojekt B4, die Ergebnisse können in Teilprojekt C3 unmittelbar verwendet werden. Die Untersuchungen zur instationären Wärmeübertragung liefern Daten, die zur Modellentwicklung in den anderen Projekten notwendig sind. Zünd/Löschvorgänge, instationäre Flammenausbreitung, Einfluß der Verbrennung auf die Strömungsturbulenz und Flammenschwingungen, Teilprojekte A9, C1, bauen inhaltlich aufeinander auf. Die Ergebnisse dieser Teilprojekte tragen wesentlich für die Modellbildung zur Beschreibung instationärer Verbrennung bei. Ebenso werden diese Teilprojekte mit veränderten und neuen Fragestellungen konfrontiert, die aus den Anwendungen dieser Modelle entstehen.

Die oben angegebenen Linien sind Beispiele für die Verzahnung der Einzelprojekte innerhalb der Projektcluster. Außerdem liefern die Projektcluster für eines oder mehrere Themenfelder Ergebnisse, die für den Gesamtfortgang der Arbeiten wichtig sind. Dadurch ergibt sich ein umfassendes Zusammenwirken der Einzelprojekte und Projektcluster, wie es in Abbildung 5 dargestellt ist. Auf die genaue Verbindung der Einzelvorhaben wird bei deren Darstellung in Abschnitt 3 ausführlich eingegangen.


Abb. 5: Zuordnung der Einzelprojekte zu den Themenfeldern. Inhaltliche Verzahnung und Überlappung sowie  Informationsfluss.