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Numerische Simulation und experimentelle Untersuchung des Wärmeübergangs in turbulenten Nanofluiden

EuroNorm INNOKOM

01.01.2018-30.06.2020

Dr.-Ing. Tobias Kempe

+49-351-4081-668

NUMNANO

Gegenstand des Projektes ist die Analyse der Mechanismen des Wärmeübergangs in turbulenten Nanofluiden mit Hilfe numerischer Simulationen und experimenteller Untersuchungen. Nanofluide sind Suspensionen bestehend aus einem Trägerfluid und Partikeln (z.B. Gold, Aluminiumoxid oder Diamant) mit einem Durchmesser zwischen 10 und 100 nm. Wissenschaftliche Veröffentlichungen und eigene Studien zeigen eine deutliche Erhöhung des Wärmeübergangs gegenüber undotierten Fluiden. Es existieren verschiedene Arbeiten zur numerischen Simulationen von Nanofluiden. Diese basieren jedoch meist auf einfachen Euler-Euler Ansätzen für Trägerfluid und Nanopartikel sowie den reynoldsgemittelten Navier-Stokes Gleichungen zur Turbulenzmodellierung. In dem aktuellen Projekt hingegen sollen mit Hilfe von direkten numerischen Simulation alle turbulenten Skalen der Strömung aufgelöst und repräsentative Nanopartikel mit einem Euler-Lagrange Verfahren verfolgt werden. Dies reduziert den Grad der Modellierung und erhöht die Vorhersagekraft der Simulationen. Das Forschungsprojekt gliedert sich in einen experimentellen und einen numerischen Teil.


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