Der vom Menschen verursachte Klimawandel stellt künftige Generationen vor zahlreiche Herausforderungen. Die Allgemeinheit ist sich einig, dass die globale Erwärmung gestoppt werden muss und neue Technologien entwickelt werden müssen die den Ausstoß von Treibhausgasen verringern. Ein großer Teil der Treibhausgasemissionen stammt aus dem Verkehrssektor. Vor allem Kohlendioxid CO2 aus der Verbrennung fossiler Brennstoffträger trägt erheblich zur globalen Erwärmung bei. Die Verringerung der Emissionen im Verkehrssektor kann entweder durch Dekarbonisierung, d.h. die Beseitigung kohlenstoffhaltiger Energieträger oder durch Defossilierung, d.h. die Verbrennung Kohlenstoffdioxid neutraler Kraftstoffe, erreicht werden. Der Pfad der Defossilierung wird derzeit bevorzugt und viele Kraftstoffe aus erneuerbaren Quellen stehen im Mittelpunkt der Forschung. Zwei sehr vielversprechende klimaneutrale Kraftstoffe sind 1- Octanol, das aus biogenen Rohstoffen hergestellt wird und die Gruppe der Polyoxymethylenether (OME), die aus grünem Wasserstoff und Kohlendioxid aus der Umgebung synthetisiert werden. Beide Kraftstoffe gelten als „Backstop“-Technologien, was sie für die nachhaltige Energieerzeugung sehr interessant macht. Beide Brennstoffe weisen veränderte thermophysikalische und chemische Eigenschaften auf. Die Verdampfungsenthalpie von 1-Octanol ist deutlich höher als die von herkömmlichem Diesel. Auch OME zeigt eine höhere Verdampfungsenthalpie und einen deutlich erhöhten Dampfdruck. Die Reaktivität von 1-Octanol ist geringer, während OME aufgrund seines hohen Sauerstoffgehalts als reaktiver Kraftstoff gilt. Beide Kraftstoffe zeigen keine Rußbildung und können in Mischungen mit herkömmlichen Kraftstoffen verwendet werden, um z.B. neue Abgasnormen zu erfüllen. Darüber hinaus können die CO-, CO2-, NOx- und Rußemissionen mit 1-Octanol und OME deutlich reduziert werden. In der vorliegenden Arbeit wird die Selbstzündung von Sprayflammen für die erneuerbaren Kraftstoffe 1-Octanol und OME untersucht und mit dem Diesel-Surrogat n-Dodekan verglichen. Für die Untersuchung wird ein detaillierter Grobstruktursimulationsansatz verwendet, der mit einem tabellierte Chemie Ansatz gekoppelt ist. Insbesondere wird der Einfluss der veränderten thermophysikalischen Eigenschaften auf die Gemischbildung beurteilt. Ferner wird die Auswirkung der veränderten thermophysikalischen Eigenschaften auf die Zündung untersucht. Auch der Einfluss der veränderten chemischen Eigenschaften auf die Zündung wird analysiert. Hierzu werden die Flammenstruktur von 1-Octanol und OMEmix mit dem Diesel- Referenzkraftstoff n-Dodekan verglichen. Darüber hinaus wird der Einfluss der Verdampfungsenthalpie auf die Zündung diskutiert. Die Analyse wird in einem Automobil-, Schwerlast- und Marine-Injektor durchgeführt, um den Einfluss der Düsengröße auf die Zündung zu untersuchen. Die Grobstruktursimulationen unter inerten Bedingungen zeigen eine hervorragende Übereinstimmung mit den experimentellen Daten bezüglich der Flüssig- und Dampfeindringtiefe. Die Analyse der Gemischbildung im Engine Combustion Network (ECN) Spray A3 Injektor (repräsentativ für Kraftfahrzeuge) zeigt, dass 1-Octanol und n-Dodekan einen ähnlichen Gemischbildungsprozess aufweisen, während OMEmix höhere Werte der skalare Dissipationsrate und eine schmalere Spraymorphologie aufweist. Der Gemischbildungsprozess im Nutzfahrzeug ECN Spray D- und im Marine-Injektor von Woodward L'Orange zeigt eine verzögerte Gemischbildung. Der größere Partikeldurchmesser führt zu einem geringeren Luftwiderstand und in der Folge zu einem geringeren Impulsaustausch und Wärmeübergang an die Flüssigphase, die Verdunstung wird verzögert. Die Temperaturverteilung der Gasphase zeigt deutlich, dass der Wärmeverlust durch die Verdampfung von 1-Octanol ausgeprägt ist. Der Vergleich der im Verbrennungsmodell angenommenen adiabatischen Mischungslinie mit der Temperaturverteilung im Spray ergab, dass die höhere Wärmekapazität von n- Dodekan inhärent zu einer konkaveren Form der adiabatischen Mischungslinie führt. Diese Brennstoffeigenschaft macht n-Dodekan weniger empfindlich gegenüber den Auswirkungen der Spraykühlung auf die Zündung der Sprayflamme. Die Flammenstruktur wird zunächst mit Hilfe laminarer, nicht vorgemischter 1D-Flamelet-Simulationen untersucht. Dabei zeigt OMEmix die höchste Reaktivität und die niedrigsten Zündverzugszeiten für unterschiedlichen skalaren Dissipationsraten. Für OMEmix wird auch die höchste skalare Dissipationsrate bei der noch Zündung auftritt beobachtet. Die Zündverzugszeit von n-Dodekan ist im Vergleich zu OMEmix höher und die Zündgrenze ist deutlich niedriger. 1-Octanol zeigt die höchsten Zündverzugszeiten bei niedrigeren skalaren Dissipationsraten. In der Nähe der Zündgrenze von n-Dodekan ist die Zündverzugszeit von 1-Octanol wiederum kürzer, was durch eine erhöhte Reaktivität von 1-Octanol bei der Hochtemperaturzündung erklärt wird. Es wird ein neuartiges Flamelet-Modell abgeleitet, das die Wärmeverluste durch Verdampfung auf der Grundlage der Ergebnisse aus der Analyse der Temperaturverteilung einbezieht. Im Gegensatz zu anderen Methoden in der Literatur ist das vorgestellte Modell physikalisch konsistent und verändert die Struktur der Sprayflamme nicht. Das neuartige Flamelet-Modell wird in der reaktiven Grobstruktur Spraysimulation für alle Kraftstoffe und Injektoren Kombinationen verwendet. Die typische Zündung über den Spraykopf im ECN Spray A3 Injektor wurde für alle untersuchten Brennstoffe bestätigt, während die Zündung des ECN Spray D und dem Marine-Injektor von Woodward L'Orange über die Sprayflanken beobachtet wurde. In dieser Arbeit wurde ein Wirkmechanismus identifiziert, der den unterschiedlichen Zündort für verschiedene Düsendurchmesser erklärt. Der Zündort im Mischungsbruchraum ist für jeden Kraftstoff in allen Injektoren ähnlich. Diese Beobachtung legt nahe, dass der Gemischbildungsprozess den Zündort vorgibt. Der Vergleich von Düsen unterschiedlicher Größe zeigt, dass die niedrigste Zündverzugszeit für den Spray A3 beobachtet wird und für größere Düsen zunimmt. Der Trend der niedrigsten Zündverzugszeit für OMEmix aus der Flamelet-Simulation wird auch in der Sprayflamme beobachtet. OMEmix weist aufgrund seines hohen stöchiometrischen Mischungsbruch ein deutlich anderes Gemischbildungs- und Zündverhalten auf als 1-Octanol und n-Dodekan. Der Gemischbildungsprozess von n-Dodekan und 1-Octanol ist ähnlich, während die Zündverzugszeit von n-Dodekan deutlich kürzer ist als die von 1-Octanol. Der Einfluss des Wärmeverlustes durch Verdampfung ist bei 1-Octanol sehr ausgeprägt. Das Flamelet-Modell ohne die Wärmeverlustkorrektur unterschätzt die Zündverzugszeit um 25%. Das in dieser Arbeit entwickelte wärmeverlustkorrigierte Modell stimmt für alle Kraftstoffe und Injektor Paarungen perfekt mit den experimentellen Zündverzugszeiten überein. Insgesamt trägt diese Arbeit zum Verständnis der Zündung von Sprayflammen mit erneuerbaren Dieselkraftstoffen bei. Signifikante Unterschiede in der Gemischbildung aufgrund veränderter thermophysikalischer Eigenschaften wurden identifiziert und erklärt. Ein neuartiges Modell, das den Wärmeverlust durch die Verdampfungsenthalpie berücksichtigt, wurde entwickelt und erfolgreich bei der Grobstruktursimulation von reaktiven Sprays eingesetzt. Es wurde eine sehr gute Übereinstimmung in Bezug auf die Zündverzugszeit und die Flammenstruktur erzielt. Diese Dissertation trägt zu einem tieferen Verständnis erneuerbarer Dieselkraftstoffe im Kontext der Defossilierung bei. Die Ergebnisse dieser Arbeit können zur Entwicklung neuer Technologien genutzt werden, um die Treibhausgasemissionen im Transportsektor zu senken und die Erderwärmung zu verlangsamen.