Direkte, Large-Eddy- und Filtered-Density-Funktion- Simulation des Mikromischers

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Michael Manhart
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5385603

Ziel des Vorhabens ist es, die Vermischung zweier wässriger Lösungen in einer T-Mischer-Konfiguration im Detail vorherzusagen. Die Befunde tragen zum Verständnis der Mischvorgänge und zu einer Verbesserung von Mischmodellen bei. Sie dienen der Entwicklung eines numerischen Verfahrens zur Vorhersage der Partikelgrößenverteilung bei der Fällung von nanoskaligen Partikeln. Dieses Ziel wird in Kooperation mit dem Vorhaben von Prof. Peukert angestrebt. Als Lösungsansätze werden die direkte numerische Simulation (DNS) und Large-Eddy-Simulation des Strömungsfeldes vorgeschlagen. Die Beschreibung der Konzentrationsfelder geschieht auf den durch das DNS-Gitter aufgelösten Skalen mit gefilterten Variablen (Grobstruktur der Konzentration), während die nicht aufgelösten Konzentrationsfluktuationen (Mikromischen) durch die gefilterte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion ("Filtered density function", FDF) beschrieben werden sollen. Im Laufe des beantragten Zeitraums von zwei Jahren soll in einen Berechnungscode zur DNS und LES von turbulenten Strömungen die Transportgleichung für die FDF mit Hilfe einer Monte-Carlo-Methode implementiert werden. Die molekulare Vermischung soll durch ein "linear mean square estimation"-Modell (LMSE) modelliert werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1141: Analyse, Modellbildung und Berechnung von Strömungsmischern mit und ohne chemische Reaktionen