Infiltration von Schmutz in poröse Fahrbahnsysteme - Identifikation der dominanten physikalischen Teilprozesse auf der Porenskala
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die wesentlichen Projektziele wurden erreicht und damit die Grundlagen für eine quantitative simulationsbasierte Prognose der Änderung der akustischen Wirksamkeit von offenporigem Asphalt als Funktion des Verschmutzungsgrades geschaffen. Die Modellierung des gekoppelten Transportes von diskreten (i.e. größeren) Partikeln konnte aus Zeitgründen nicht vollständig abgeschlossen werden, da bei der Parallelisierung der entsprechenden Pfadlinienberechnungen Inkompatibilitäten der Datenstrukturen mit dem Strömungslöser festgestellt wurden, die im Bearbeitungszeitraum nicht vollständig (d.h. nur bei Inkaufnahme einer deutlichen Reduktion der Parallelisierungseffizienz) beseitigt werden konnten. Die Ergebnisse der Forschungsarbeiten legen nahe, dass im Gegensatz zu bisherigen Modellierungen im Kontext offenporigen Asphalts die explizite Berücksichtigung der Porengeometrie zum einen zu Modellen mit wenigen experimentell gut zugänglichen Parametern möglich ist und der damit verbunden Berechnungsaufwand basierend auf den CT-Modellen eines realen Porenraumes trotzdem akzeptabel ist. Gleichwohl bestehen noch im Rahmen dieses Projektes nicht vollständig gelöste Fragestellungen, die den Einfluss von nicht-gesättigten (d.h. mit einem Wasser-Luft-Gemisch gefüllten) Porenräumen auf die Verschmutzungsdynamik und akustischen Eigenschaften von offenporigem Asphalt betreffen. Die hierzu erforderlichen Modellerweiterungen sind mit den zugrundeliegenden Lattice-Boltzmann-Ansätzen prinzipiell adressierbar und motivieren zukünftige Forschungsarbeiten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Massively Parallel Simulations of Multiphase- and Multicomponent Flows using Lattice Boltzmann Methods, Dissertation, Technische Universität Braunschweig, Braunschweig 2009
Ahrenholz, B.
- Simulation des akustischen Lebenszyklus offenporiger Fahrbahnbeläge, Tagungsband der 36. Deutschen Jahrestagung für Akustik, DAGA 2010, Berlin 2010
Arbter, B.; Ahrenholz, B.; Ressel, W.; Krafczyk, M.
- Modellierung und Simulation der Schallabsorption verschmutzter offenporiger Fahrbahnbeläge, 2. Dresdner Asphalttage, TU Dresden, 08./09. Dezember 2011
Arbter, B.; Ressel, W.
- Pore-scale determination of parameters for macroscale modeling of evaporation processes in porous media, Water Resour. Res., 47, W07543 (2011)
Ahrenholz, B.; Niesner, J.; Helmig, R.; Krafczyk, M.
- Numerical simulation of unsteady flows in Czochralski crystal growth by lattice Boltzmann methods, International Journal of Heat and Mass Transfer, Volume 74, pp. 156-163, ISSN 0017-9310 (2012)
Huang, H.; Lu, X.; Krafczyk, M.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.03.002) - Extended lattice Boltzmann method for numerical simulation of thermal phase change in two-phase fluid flow, Phys. Rev. E, 88,1, pp. 13304-1- 13304-12 (2013)
Hesameddin, S.; Hassan, R.; Krafczyk, M.
- Numerische Bestimmung der akustischen Eigenschaften offenporiger Fahrbahnbeläge auf Basis ihrer rekonstruierten Geometrie, Dissertation, Universität Stuttgart, Stuttgart, 2014
Arbter, B.
