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Projekt
TFB 66: Rechnergestützte Modellierung und Simulation zur Analyse, Synthese und Führung verfahrenstechnischer Prozesse
Fachliche Zuordnung
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Förderung
Förderung von 2006 bis 2009
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 28136350
Durch das Programm sollen Methoden der molekularen Modellierung und Simulation zur Berechnung und Vorhersage thermodynamischer Stoffeigenschaften realer Reinstoffe und Mischungen für die industrielle Praxis nutzbar gemacht werden. Dies erfordert zwei Bausteine, die hier bis zur prototypischen Reife entwickelt werden sollen: ein Satz von kompatiblen molekularen Modellen realer Stoffe und ein effizientes Simulationswerkzeug. Die molekularen Modelle müssen die thermodynamischen Stoffeigenschaften mit technisch interessanter Genauigkeit beschreiben. Solche Modelle stehen aus den eigenen Vorarbeiten für etwa 90 Reinstoffe zur Verfügung. Sie zeichnen sich durch ihre sehr gute Extrapolations- und Vorhersagekraft aus. Dies ist in der industriellen Praxis immer dann besonders wichtig, wenn sich Stoffdaten nicht oder nicht im interessierenden Zustandsbereich untersuchen lassen, wie dies z.B. oft bei sicherheitstechnischen Fragen oder bei gefährlichen Substanzen der Fall ist. Die Vorteile, die die molekulare Modellierung und Simulation für die Bearbeitung solcher Fragen bietet, sollen in Zukunft auch in der Praxis genutzt werden können. Die Hochschule bringt Modelle, Methodik und Werkzeuge der molekularen Modellierung und Simulation ein, die derzeit in der Industrie noch nicht etabliert sind. Die werkzeugseitigen Arbeiten an der Hochschule werden vom Industriepartner direkt finanziell unterstützt. Der Industriepartner stellt darüber hinaus die für die Modellentwicklung und -validierung relevanten, sehr wertvollen internen Stoffdaten und arbeitet bei den durchzuführenden Fallstudien aktiv mit. Im Rahmen des Programms werden im Hinblick auf die durchzuführenden Fallstudien neue molekulare Modelle für zahlreiche industriell relevante Reinstoffe entwickelt, darunter auch gefährliche Stoffe wie Phosgen. Die getesteten Reinstoffmodelle werden zur Beschreibung der Mischungen angewendet. Aufbauend auf umfangreichen Vorarbeiten soll an der Hochschule ein flexibles Werkzeug für molekulare Simulationen entwickelt werden, das sich durch hochgenaue numerische Simulationsmethoden und hohe Ausführungsgeschwindigkeit auszeichnet. Da sowohl die Monte-Carlo- als auch die molekulardynamische Simulationstechnik implementiert werden soll, können neben den statischen Zustandsgrößen auch Transporteigenschaften berechnet bzw. vorhergesagt werden. Von anderen Programmen unterscheidet sich das neue Programm unter anderem dadurch, dass es effizient hochgenaue Phasengleichgewichtsberechnungen ermöglicht.
DFG-Verfahren
Transferbereiche
Abgeschlossene Projekte
Antragstellende Institution
Universität Stuttgart
