Ein einheitliches Lagrangesches Partikelverfahren zur Simulation komplexer Fluide und multiskaliger Strömungsphänomene

• Antragsteller: Dr. Marco Ellero
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 46383314

In diesem Projekt wird ein vereinheitlichter numerischer Ansatz für die Untersuchung komplexerFluide und multiskaliger Strömungsprobleme basierend auf einer rein Lagrangeschen gitterfreien Methode, folgend dem Smoothed-Particle Hydrodynamics Ansatz, vorgeschlagen. Zur Überprüfung der Robustheit und Flexibilität dieser Technik, sollen zwei verschiedene Klassen von Problemen untersucht werden: (1) die mesoskopische Dynamik von Kolloiden; (2) Lagrangesche Turbulenz. Bezüglich (1) ist das Ziel die Entwicklung und Implementation eines SPH Modells für die Simulation nanoskaliger Strukturen beliebiger Form, die in einem Newtonschen oder nicht- Newtonschen Kontinuum eingebettet sind. Wir schlagen die Untersuchung solcher Systeme vor, um deren makroskopisches rheologisches Verhalten anhand mikromechanischer Modellparameter zu verstehen. Bezüglich (2) ist das Ziel, turbulente Strömungen in einer rein Lagrangeschen Darstellung numerisch zu beschreiben. Zu diesem Zweck werden sowohl stochastische Modelle also auch Sub-Partikel-Skalen Modelle, basierend auf dem sogenannten impliziten Ansatz zur Turbulenzmodellierung, untersucht, wobei die besondere Struktur von Partikelmethoden genutzt werden soll. Als ein Ergebnis dieser Forschungsarbeit erwarten wir einen Durchbruch in der rein Lagrangeschen numerischen Modellierung von Turbulenz und viskoelastischen Materialien mit Einschlüssen. Die vereinheitlichte Partikelmethode wird in die Form eines effizienten Simulationsprogramms gebracht werden, wobei auch aktuelle Entwicklungen an dem gastgebenden Institut eingebunden werden.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen