Hochleistungsrechencluster

• Fachliche Zuordnung: Verfahrenstechnik, Technische Chemie
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 463921749

Schwerpunkt der Forschung am Fachgebiet Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitung stellt die Modellierung und Simulation von partikulären Systemen mittels Verfahren wie der Diskreten Elemente Methode (DEM) und Ihrer Ankopplung an Methoden der numerischen Strömungssimulation (CFD) unter Lösung von volumen- und Reynolds-gemittelten Navier-Stokes-Gleichungen (RANS) bzw. der Anwendung der Lattice Boltzmann Methode (LBM) oder der Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) dar. Hierbei ist die Diskrete Elemente Methode ein an sich schon rechenintensives Verfahren, das in Abhängigkeit der Partikelzahl insbesondere dann an numerischer Komplexität gewinnt, wenn z.B. nicht-sphärische Partikelform berücksichtigt wird oder auch Partikel im Bereich bis hinunter 1 µm Betrachtung finden. Die an die DEM angekoppelte Strömungssimulation wird besonders dann aufwendig, wenn große Domänen bei entsprechender Zellenzahl volumengemittelt betrachtet werden, die Beschreibung der fluiden Phase diskret erfolgt (z.B. in der SPH) oder die Direkte Numerische Simulation (DNS) von partikelbeladenen Strömungen beabsichtigt ist (z.B. in der LBM oder der SPH), wobei dies zunehmend z.B. zur Entwicklung von Schließungsansätzen gefordert ist. Bzgl. der aufgeführten Verfahren und Anwendungsfälle stellt einen Schwerpunkt der Arbeiten am Fachgebiet Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitung dabei nicht nur eine Anwendung der zuvor genannten Methoden auf die Mechanische Verfahrenstechnik, sondern insbesondere die Methodenentwicklung dar. In diesem Sinne ist das Vorhalten lokaler Rechenressourcen von zentraler Bedeutung, um eine unmittelbare Erprobung aber auch Anwendung mit entsprechender Parallelisierung, auf die nicht verzichtet werden kann, vornehmen zu können. In diesem Sinne ist mit diesem Antrag eine Erweiterung bestehender Recheninfrastruktur angedacht, deren entsprechende Auslastung garantiert werden kann (siehe Abschnitt 3. Einsatz in der Forschung). Bei der Erweiterung wird insbesondere der Datenhaltung Rechnung getragen, die mittels eines RAID-Systems vorgenommen wird. Durch die beantragte Erweiterung wird das Fachgebiet Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitung in die Lage versetzt zukunftsweisend numerische Fragestellungen hinsichtlich partikelbeladener Mehrphasenströmungen ohne Auflösungsbeschränkungen zu bearbeiten und damit Verfahren zu verbessern, Grundlagen partikelbeladener Strömungen aufzuklären und insbesondere neue numerische Methoden zur verbesserten Beschreibung der zuvor genannten Systeme zu entwickeln und zu erproben.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Hochleistungsrechencluster
• Gerätegruppe: 7030 Dedizierte, dezentrale Rechenanlagen, Prozeßrechner
• Antragstellende Institution: Technische Universität Berlin
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Harald Kruggel-Emden