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B. Geringer, T. Lauer, S. Fischer, H. Smith, C. Krenn, G. Pessl:
"Einfluss des Tropfen-Wand-Interaktions-Modells auf die Vorhersage der Ammoniak-Homogenisierung in PKW-SCR-Systemen";
Poster: 33. Internationales Wiener Motorensymposium 26. - 27. April 2012, Wien (invited); 2012-04-26 - 2012-04-27; in: "33. Internationales Wiener Motorensymposium 26. - 27. April 2012", H.-P. Lenz (ed.); VDI Verlag GmbH, Düsseldorf, Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 749 (2012), ISBN: 978-3-18-373512-9; 313 - 331.

Zur Einhaltung zukünftiger internationaler Abgasnormen ist eine weitere signifikante Senkung der Stickoxid-Emissionen von Dieselmotoren unumgänglich. Die Selektive Katalytische Reduktion (engl. Selective Catalytic Reduction, SCR) stellt hierbei mittlerweile einen etablierten Ansatz für mittelgroße und große PKWs dar. Die Optimierung von SCR-Systemen im Hinblick auf die Aufbereitung der eingespritzten Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) zu gasförmigem Ammoniak und eine gute Gleichverteilung des Reduktionsmittels am Katalysator ist dabei eine große technische und methodische Herausforderung.
Am Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik der TU Wien wurde in Zusammenarbeit mit der BMW Motoren GmbH Steyr ein CFD-Simulationsmodell der HWL-Aufbereitung und Ammoniakhomogenisierung für ein seriennahes PKW-SCR-System mit Drallmischer implementiert. Die Relevanz der Tropfen-Wand-Interaktion und Wandfilmbildung für eine korrekte Vorhersage der Ammoniakdampf-Gleichverteilung über einen weiten Betriebsbereich wurde analysiert. Eine optimale Beschreibung der Interaktion des HWL-Sprays mit den Abgassystemwänden, dem Mischerelement und dem Katalysator wurde auf Basis von numerischen Sensitivitätsstudien erarbeitet. Das Modell wurde mit Ammoniakverteilungsmessungen vom Prüfstand validiert. Mit Hilfe der optimierten CFD-Methodik konnte die beobachtete Reduktionsmittel-Homogenisierung korrekt wiedergegeben werden und Optimierungspotenziale für das analysierte SCR-System aufgezeigt werden.