Optimale Gestaltung örtlich verteilter Partikelpackungen auf Basis mehrskaliger Modelle

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Heiko Briesen
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 493700036

In Analogie zu functionally-graded materials in den Materialwissenschaften wird eine Strategie entwickelt, um Partikelpackungen mit optimaler örtlicher Verteilung der Packungseigenschaften vorherzusagen. Die Motivation aus diesem Vorhaben speist sich aus der Beobachtung, dass in den vergangenen Jahren additive Fertigungsverfahren große Fortschritte gemacht haben und mittlerweile in vielen Zweigen von Wissenschaft und Technik eingesetzt werden. Diese Fertigungsmöglichkeiten erlauben es auch, poröse Medien zu einem bisher unvorstellbaren Grad an Genauigkeit maßzuschneidern. Allerdings haben diese technischen Möglichkeiten zumindest für poröse Medien das Verständnis dessen, was man eigentlich mit dieser Genauigkeit auf der Porenskala fertigen möchte und welche Eigenschaften für die jeweilige Anwendung wünschenswert sind, überholt. Mit diesem Projekt soll dieses grundsätzliche Problem der Gestaltung örtlich verteilter Partikelpackungen für verfahrenstechnische Anwendungen adressiert werden. Hierzu sollen Methoden der Optimalsteuerung herangezogen werden, die gewünschte lokale Variationen der Partikelpackungen auf Basis von gewählten Zielsetzungen vorhersagen können. Anhand eines experimentellen Testsystems sollen die modellbasiert gefundenen Aussagen validiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen