Theoretische Analyse und numerische Simulation der Strömung von Mehrkomponentengasen mit und ohne chemische Reaktion

• Antragsteller: Professor Dr. Georg Bader
• Fachliche Zuordnung: Mathematik
• Förderung: Förderung von 1997 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5382708

Gegenstand der Arbeiten ist die theoretische Untersuchung und die Entwicklung numerischer Verfahren für die Simulation reibungsfreier Strömungen von Gemischen aus Gasen mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften. Ziel des Projektes ist die zuverlässige Berechnung reiner Strömungsphänomene und die Kopplung von Strömungen mit chemischen Reaktionen. Ein Beispiel für das komplexe Verhalten von Gasgemischen ist das Auftreten instabiler Kontakte zwischen verschiedenen Gasen ... Ein wichtiges Problem ist die Vermeidung numerisch erzeugter Druckwellen an Kontaktunstetigkeiten bei der Verwendung konventioneller Riemannlöser. Eine weitere fundamentale Schwierigkeit bei der Berechnung von Strömungs- und Verbrennungsvorgängen in Diesel- oder Otto-Motoren sowie in Gasturbinen ist die korrekte Approximation von Ausbreitungsgeschwindigkeiten. Durch eine mathematische Analyse bekannter Verfahren anhand einfacher Modellprobleme sollen neue Varianten von Methoden entwickelt werden, die die aufgeworfenen Probleme besser beherrschen. Zur Überprüfung der gewonnenen Resultate sollen diese Diskretisierungen auf praktisch relevante Strömungen von Mehrkomponentengasen angewandt werden. Hierzu werden die in der Arbeitsgruppe entwickelten bzw. verwendeten Programmpakete erweitert und entsprechend den Zielstellungen des vorliegenden Projektes ergänzt. Diese Verfahren basieren sowohl für unstrukturierte, lösungsangepaßte Gitter als auch für blockstrukturierte, adaptive AMR-Methoden auf approximativen Riemannlösern.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1035: Analysis und Numerik von Erhaltungsgleichungen