Aktuelle Forschungsprojekte

Image Thermostatische Expansionsventile
Image Innovativer magnetbasierter Parawasserstoffkonverter
Image Wärmeübergang in turbulenten Ferro-Nanofluiden unter dem Einfluss von Magnetfeldern
Image Filterprüfungen
Image Software für Prüfstände
Image Wasser-Luft-Kühler-Kit für Helium Kompressoren in der Kryotechnik
Image Entwicklung von Handlungsempfehlungen für praxisgerechte Lüftungskonzepte und Entwicklung eines CO2-Berechnungstools
Image Wasserstoff- und Methan-Versuchsfeld am ILK
Image Kryostate aus GFK oder Metall
Image Numerische und Experimentelle Untersuchung zum Gefährdungspotential durch SARS-CoV-2 in klimatisierten Räumen
Image Ionokalorische Kälteerzeugung
Image ML-basierte Module für intelligente TGA-Planungssoftware
Image Vakuum-Flüssigeis-Technologie
Image Textiler Wärme- und Stoffübertrager in KVS-Systemen
Image Prüfverfahren für Außenluftfilter
Image Primäre Lärmreduktion an Ventilatoren

Sie befinden sich hier:  Startseite /  Forschung und Entwicklung


Phasenauflösende numerische Simulation von Suspensionen

Prof. Dr.-Ing. Tobias Kempe

+49-351-4081-5317

SUSPENSE

Phasenauflösende numerische Simulation von Suspensionen

Problemstellung

Die Zugabe von Partikeln zu Flüssigkeiten verändert deren physikalische Eigenschaften, wie z.B. die effektive Dichte, Viskosität und Wärmeleitfähigkeit.

Basisfluide wie Wasser oder Öle besitzen in der Regel newtonsche Eigenschaften, d.h. die Scherspannung ist proportional zur Scherrate, während Suspensionen ein wesentlich komplexeres rheologisches Verhalten zeigen.

Derzeit werden die effektive Viskosität und Wärmeleit-fähigkeit von Suspension vorzugsweise messtechnisch bestimmt. Numerische Simulationen sind diesbezüglich mit größeren Unsicherheiten behaftet.

Das Ziel des Projektes ist es, mit Hilfe neuartiger numerischer Methoden die effektiven Stoffwerte exakt zu bestimmen. Hiermit eröffnetet sich ein weites Anwendungsspektrum hinsichtlich der Analyse und Optimierung von Suspensionen.

Lösungsansatz

Mit Hilfe von speziellen numerischen Verfahren wird die Partikelgeometrie im bewegten Fluid räumlich aufgelöst. Ein etabliertes Verfahren zur Berechnung vieler beweglicher Partikel in einem strömenden Fluid ist die Immersed-Boundary-Methode.

Arbeitsinhalte

  • Implementierung einer Immersed-Boundary-Methode für bewegliche Partikel
  • Validierungsrechnungen für feststehende Einzelpartikel in laminarer Strömung
  • Realisierung scherperiodischer Randbedingungen
  • Simulationen zur effektiven Viskosität und Wärmeleitfähigkeit von Suspensionen
  • Untersuchung mono- und polydisperser Gemische
  • Erstellung von Regime-Karten auf Basis der Simulationsdaten

Ihre Anfrage zum Projekt