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Forschung - Lehrstuhl für Hydromechanik und Hydrosystemmodellierung

Upscaling of coupled free-flow and porous-media-flow processes
Projektleiter:Prof. Dr.-Ing. Rainer Helmig, Maurizio Santini
Wissenschaftliche Mitarbeiter:Sina Ackermann, M.Sc.
Projektdauer:1.10.2016 - 31.3.2021
Finanzierung:Internationales Graduiertenkolleg DropIT (DFG)
Projektpartner:Universität Bergamo
Kommentar:Homepage of the IRTG DropIT
Overview of the droplet-wall-interaction projects

Dieses Projekt gehört zum Forschungsschwerpunkt:
Modellkopplung und komplexe Strukturen


Zusammenfassung:

Für zahlreiche industrielle Anwendungen werden Modelle zur Simulation von gekoppelten Systemen bestehend aus einem porösen Medium und einer freien Strömung erstellt.
Bei einigen dieser Anwendungen spielt die Tropfenbildung an der Grenzfläche der beiden unterschiedlichen Strömungsbereiche eine entscheidende Rolle und sollte im Modell berücksichtigt werden.

Verschiedene Ansätze, um die Prozesse an der Grenzfläche wiederzugeben werden innerhalb dieses Projekts untersucht. Ziel ist, eine möglichst genaue Beschreibung der Tropfenbildung und -bewegung zu entwickeln. Hierzu wird zuerst die Übergangszone zwischen freier Strömung und porösem Medium im Detail untersucht. Ausgangspunkt ist ein gekoppeltes Modell, das die tiefgreifenden mikroskaligen Prozesse an der Grenzfläche wiedergibt. Anschließend werden die Auswirkungen der Tropfen auf der Porenskala in einem Upscaling-Prozess auf ein gemitteltes makroskaliges Modell übertragen, um reale Szenarien auf großen Skalen technisch zu ermöglichen.

Das Projekt wird im Rahmen des internationalen Graduiertenkollegs "Technologien für Tropfeninteraktionen" (DropIT) in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Universität Bergmao bearbeitet. Das Graduiertenkolleg forscht in den Bereichen Tropfen-Gas-Interaktion, Tropfen-Wand-Interaktion und Tropfen-Flüssigkeit-Interaktion, um mit den gewonnenen Erkenntnissen zum Beispiel industrielle Prozesse verbessern zu können.