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SFB 1194:  Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen

Fachliche Zuordnung Maschinenbau und Produktionstechnik
Chemie
Informatik, System- und Elektrotechnik
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Mathematik
Physik
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Förderung Förderung seit 2016
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 265191195
 
Die Benetzung von Oberflächen durch Flüssigkeiten oder deren Entnetzung spielt bei zahlreichen Prozessen in der Produktionstechnik, der Energietechnik und der Verfahrenstechnik eine wesentliche Rolle. Die wechselseitigen Beeinflussungen zwischen den dynamischen Be- bzw. Entnetzungsvorgängen und den lokalen Transportvorgängen bezüglich Impuls, Energie oder Stoff sind aber nicht hinreichend verstanden und vorhersagbar, insbesondere wenn die Fluide und Oberflächen komplex und die Prozesse transient sind. Der SFB hat daraus 5 übergeordnete Ziele für sein Forschungsprogramm abgeleitet: (1) Tiefgehendes Verständnis der Zusammenhänge und Wirkmechanismen lokaler Impuls-, Wärme- und Stofftransportvorgänge auf die Benetzungseigenschaften und umgekehrt; (2) Entwicklung physikalisch fundierter, mathematischer Modelle, numerischer Methoden und frei verfügbarer Simulationsprogramme; (3) Entwicklung hochauflösender Messmethoden zur experimentellen Analyse der Wechselwirkungen von Transport- und Benetzungsvorgängen, bis hin zur Etablierung neuer Messinstrumente; (4) Aufzeigen der Möglichkeiten gezielter Beeinflussung und Optimierung von Benetzungsvorgängen durch Transportvorgänge und umgekehrt; (5) Exemplarische Erforschung neuer und verbesserter Prozesse für ausgewählte, technisch relevante Anwendungen. Zur Erreichung dieser Ziele arbeiten im SFB Forscher:innen aus unterschiedlichen Disziplinen (Ingenieurwissenschaften, Mathematik, Naturwissenschaften) mit komplementären Methoden zusammen. Dadurch können die Prozesse auf unterschiedlichen Längenskalen (Nano-Mikro-Meso-Makro) experimentell sowie theoretisch und numerisch untersucht werden. Zudem wird dadurch eine Brücke zwischen Grundlagenforschung und anwendungsorientierter Forschung geschlagen. Der SFB umfasst drei Projektbereiche: (A) Generische Experimente (B) Modellierung und numerische Simulation sowie (C) Neue und verbesserte Anwendungen. Als wichtige integrative Klammern und für die gemeinsame Fokussierung wurden zwei generische Leitkonfigurationen sowie OpenFOAM als gemeinsame Softwareplattform etabliert. Die Leitkonfigurationen Eintauchkörper und Tropfen sind einerseits eigenständige generische Experimente, welche komplementäre wissenschaftliche Fragestellungen adressieren, andererseits Anordnungen, die in zahlreichen anderen Experimenten aufgegriffen werden und die der Validierung der Simulationsmodelle dienen. In Förderperiode 3 liegt der Fokus auf der Konsolidierung des umfassenden Verständnisses und der Beschreibung vielfältig gekoppelter Phänomene bei weiterer Steigerung der Komplexität der Fluide und Oberflächen. Dies schließt Gesamtprozessbetrachtungen für Prozessoptimierungen mit ein. Zudem werden Machine Learning Methoden systematisch integriert, das Anwendungsspektrum im Bereich Medizintechnik erweitert und der Transfer von Messtechnik forciert.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche

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Antragstellende Institution Technische Universität Darmstadt
 
 

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