Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Tröpfchen und Wänden in Motoren
Otto- bzw. Zünder-Motoren mit Direkteinspritzung (DISI - Direct Injection Spark Ignited) sind in Bezug auf ihre Kraftstoffsparsamkeit und Kohlenwasserstoffemissionen allen anderen Verbrennungsmotoren überlegen. Allerdings verlangen diese Arten von Motoren hinsichtlich ihres Designs einen radikalen Ansatz. Ein solcher Ansatz konzentrierte sich auf die Probleme, die im Zusammenhang mit dem durch Sprühnebel oder Tröpfchen verursachten Wandaufprall stehen. Ansammlungen von unverbranntem Kraftstoff und Wandfilme, die durch Sprühnebel und Tröpfchen gebildet werden, führen zu Kohlenwasserstoffemissionen. Als Reaktion auf dieses Problem wurden CFD-Codes benutzt, die die Euler-Lagrangesche-Methode verwenden. Damit sollten geeignete Modelle für die Wechselwirkungen zwischen Tröpfchen und Wand simuliert und die gesamte Bandbreite von Bedingungen, die beim Betrieb von DISI-Motoren herrschen, abgedeckt werden. Die Euler-Lagrangesche Methode verfolgt die Flugbahn jedes einzelnen Sprühnebeltröpfchens bis es verdunstet, den Simulationsbereich verlässt oder auf eine Wandgrenze prallt. Dabei wurden die Zusammenstöße dokumentiert und mit den Zuständen vor und nach dem Aufprall von Tröpfchen beziehungsweise Sekundärtröpfchen in Beziehung gesetzt. Als Ergebnis dieses Projekts wurde ein Modell für den Tröpfchenrückprall aus den Versuchsdaten zu den Wechselwirkungen zwischen Tröpfchen und Wand abgeleitet, die für das Projekt "Benzinmotoren mit Direkteinspritzung" (DWDIE-Direct Injection gasonline Engines) von Bedeutung sind. Außerdem wurden weitere neue Modelle entwickelt, die auch auf dem DWDIE-Projekt sowie der dazugehörigen Literatur basieren und den Zerfall des Sprühnebels erklären. Die oben genannten Entwicklungen haben ein besseres Versändnis für die physikalischen Prozesse beim Aufprall von Tröpfchen auf die Wand geschaffen und damit zur Bildung einer neuen Datenbank geführt. Obwohl die Modellentwicklung teilweise abgeschlosen ist, werden die Experimente fortgeführt, um schließlich ein allgemeines statistisches Modell für die Wechselwirkungen zwischen Wand und einzelnen bzw. mehreren Tröpfchen schaffen zu können.
