Zur Optimierung der explosionsartigen Verbrennungsvorgänge fester Brennstoffe sowie der Gasausbreitung bei der Zündung in Airbags werden die chemischen und fluiddynamischen Vorgänge untersucht. Durch den Ersatz bisheriger Explosivstoffe durch das gut recyclierbare Aminotetrazol (CH3N5, Dynamit Nobel) wurde eine konstruktive Anpassung der Airbag-Gasgenerator-Systeme erforderlich. Da die Verbrennungsvorgänge hochinstationäre partikelbeladene Strömungen im transonischen Bereich bei hohen Drücken und Temperaturen verursachen, können diese Vorgänge nur über numerische Simulationen beschrieben werden. Die Strömung in Airbag-Gaserzeugern wird mit dem Finite-Volumen-Verfahren FAN-2D oder unter Benutzung des LIC-Verfahrens (line integral convolution) simuliert. Der Abbrand der Feststoff-Pellets wird nach einer Flammenberechnung durch die Modellierung von 76 relevanten chemischen Spezies durchgeführt. Der Verbrennungsvorgang umfaßt rund 500 verschiedene miteinander gekoppelte chemische Reaktionen. Die Modellierung erfolgt anhand partieller Differentialgleichungen mit adaptivem Gitter und iterativer Lösung. Die Abbildungen und Diagramme erläutern das Geschwindigkeitsfeld sowie das berechnete Druckfeld in einem Fahrer-Airbag-Gasgenerator mit Umlenkabscheider, das LIC-Strömungsbild, die Konzentrationsverläufe von Zersetzungsprodukten und Endprodukten (Flammenberechnung) sowie die zwischen Abströmung vom Pellet und am Luftsackaustritt.
Numerische Untersuchungen an Airbag-Gasgeneratoren mit organischen Brennstoffen
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 101 , 7/8 ; 582-587
1999
6 Seiten, 9 Bilder, 16 Quellen
Article (Journal)
German
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