Hintergrund - Die Verbrennungsgase von Motoren enthalten für den Menschen und die Natur giftige Kohlenstoffmonoxide (CO), die mit Hilfe eines Katalysatorsystems umgewandelt werden können. Dazu wird den Verbren- nungsprodukten im Abgassystem des Motors eine wässrige Harnstofflösung beigefügt. Im Katalysator reagiert das Gemisch zu Kohlendioxid und Stickstoff.
Wichtig für die effiziente Wirkung des Katalysators ist eine homogene Durch- mischung der Abgase mit Ammoniak und eine gleichmäßige Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Katalysatorfläche.

Anwendung - Im untersuchten Katalysatorsystem für einen Schiffsmotor erfolgt die Versetzung der Abgase mit Ammoniak durch eine schräg angestellte Scheibe, hinter der sich ein Wirbelsystem ausbildet. Eine optimale Geometrie vorausgesetzt, sorgt die lange Verweilzeit der Strömung in diesem Wirbelgebiet für eine homogene Durchmischung der Abgase mit dem Ammo- niak.

Simulation - Mittels der numerischen Strömungssimulation wurde das Mischverhalten der beiden Fluide realitätsgetreu nachgestellt und der Einfluss der Anströmrichtung der Scheibe auf die Ausbildung der Wirbelstruktur untersucht. Das endgültige Design konnte dann mittels zielgerichteter Varian- tenrechnungen zur optimalen Kombination aus Anstellwinkel der Scheibe sowie Richtung und Geschwindigkeit der Ammoniakzugabe festgelegt werden.

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