Fictitious Boundary Methoden für mehrphasige Strömungsprobleme mit Feststoffpartikeln

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Turek
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 210488515

In diesem Forschungsprojekt sollen die vorliegenden methodischen Grundlagenarbeiten des Antragstellers zu FEM Techniken für mehrphasige Probleme mit flüssig-flüssig Grenzflächen und zu Fictitious-Boundary Methoden für Feststoffpartikel erweitert werden. Ziel ist es dabei, neü Eulersche Ansätze für partikelbehaftete Strömungen von Patankar, Cottet und Blasco, die ohne explizite Berechnung der hydrodynamischen Kräfte auf der Oberfläche der Partikel auskommen, mit neüntwickelten Level-Set Techniken zur Beschreibung der Grenzfläche, d.h. der Partikeloberfläche, zu kombinieren. Die Vorteile dieser neün Methode sind die Vermeidung der direkten Berechnung der hydrodynamischen Oberflächenkräfte auf den Partikeln, deren (unbekannte) zeitabhängige Positionen in gekoppelter 2-Wege Interaktion mit der umgebenden Strömung stehen. Weiterhin können mit diesem Zugang sowohl bewegliche Grenzflächen (flüssig-flüssig, flüssig-gas) wie auch flüssig-fest Konfigurationen in einem einzigen Code realisiert werden, so dass die hohe Effizienz, Genauigkeit und Flexibilität von modernen Level-Set bzw. Volume-of-Fluid Methoden auch für partikelbehaftete Strömungen genutzt werden können. Auf Anwendungsseite soll das Verhalten von hochkonzentrierten Suspensionsstrahlen in laminaren Umgebungsfluiden bzgl. Clusterbildung und die Herstellung von Suspo-Emulsionen gemeinsam mit Partnern der Verfahrenstechnik untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen