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Forschung - Lehrstuhl für Hydromechanik und Hydrosystemmodellierung

Modellierung und Analyse von Fluid-Fluid-Interface-Bewegungen in porösen Medien gekoppelt mit turbulenter freier Strömung
Projektleiter:Prof. Dr.-Ing. Rainer Helmig, apl. Prof. Dr. rer. nat. Bernd Flemisch, M.Sc.
Wissenschaftliche Mitarbeiter:Christoph Grüninger
Projektdauer:1.8.2011 - 31.7.2016
Kommentar:

Dieses Projekt gehört zum Forschungsschwerpunkt:
Modellkopplung und komplexe Strukturen

Publikationen: Link

Zusammenfassung:

Für viele Umwelt- und technische Fragestellungen gilt es, Strömung in porösen Medien mit der freien Strömung zu koppeln. Ein Beispiel ist die Simulation von Evaporationsprozessen in ariden Gebieten. Die beteiligten physikalischen Prozesse verlaufen stark unterschiedlich in Raum und Zeit. In der freien Strömung ist turbulentes Verhalten zu erwarten, in dem kleinskalige Effekte in hoher Geschwindigkeit auftreten. Im Gegensatz dazu gilt es, die weitaus langsameren Strömungsprozesse im porösen Medium abzubilden.

Im Rahmen dieses Projekts sollen Strategien entwickelt werden, die ein schrittweises Entkoppeln der beiden unterschiedlichen Kompartimente in Raum und Zeit erlauben. Es ist zum Beispiel angedacht, die räumlichen Diskretisierungen der beiden Lösungsgebiete mit Hilfe eines Mortar-Ansatzes zu koppeln, das unterschiedlich aufgelöste Gitter am Interface ermöglicht. Die Zeitapproximation soll mit Hilfe einer adaptiven Zeitdiskretisierung entkoppelt werden. Ein wichtiges Ziel ist die Erhöhung der Effizienz und der Robustheit des Lösungsalgorithmus durch einen neuen, sequentiellen Kopplungsansatz.