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Fluiddynamik und Turbulenz

Skizze einer Düse

Skizze einer Düse mit zu optimierenden Parametern

In der Natur und den technologischen Anwendungen verläuft der durch Strömungen verursachte Massen-, Impuls- und Energietransport häufig instationär. Als Folge der hohen Komplexität der instationären  Strömungen gestaltet sich die Messung der auftretenden Strömungsmuster schwierig, sodass  diesem Thema in der Forschung eine weitaus größere Rolle zukommt als in der Entwicklung.

Hauptaufgabe dieses Bereiches ist es, die vorhandenen Kenntnisse zu vertiefen und mittels geeigneter Messaufbauten und numerischer Untersuchungen sowie Modellbildung einen Beitrag zum genaueren Verständnis der Dynamik instationärer Strömungsprozesse zu leisten. In der angewandten Forschung werden die gewonnen Erkenntnisse zur Lösung industrienaher Strömungsprobleme von praktischer Relevanz angewandt.

  • Untersuchungen zur Flüssigkeits-Gastrennung und Diffusion unter Anwendung poröser Medien bei kompensierter Gravitation

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Januar 2017 - 31. Dezember 2019
    Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)

  • Virtual Engineering in der Entwicklung und Optimierung von statischen Zerstäubungsdüsen für die Niederdruckreinigung filmischer Verschmutzungen

    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

    Laufzeit: 1. Juni 2016 - 31. Mai 2018
    Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)

Zu den aktuell oder kürzlich in Projekten behandelten Themen zählen:
  • Diffusionsprozesse unter Schwerelosigkeit
  • Mehrphasen-Blasenströmungen
  • Verhinderung von Scheinoszillationen bei Blasensimulationen
  • Mehrphasen-Prallströmungen
  • Optimierung von Düsen für die Anwendung in Reinigungsprozessen
  • Berechnung neuartiger Windturbinen
  • Optimierung mittels genetischer Algorithmen
  • Kopplung zwischen adaptiver Geometrieanpassung, numerischer Simulation und Optimierung unter Randbedingungen

Innerhalb des Forschungsbereiches werden neben den experimentellen auch numerische Untersuchungen angewandt. Zu den experimentellen zählen zuvorderst Messungen und Strömungsvisualisierungen in den Strömungskanälen. Am LSTM sind ein Wasserkanal, ein Windkanal und ein brechungsangepasster Ölkanal vorhanden, die Strömungen bis zu sehr geringen Turbulenzgraden erzeugen können und damit für einen breiten Anwendungsbereich zur Verfügung stehen. Besonders nennenswert ist die Fachkompetenz im Bereich der nicht-invasiven optischen Messverfahren.

In Simulationen werden mittels verschiedener kommerzieller und quelloffener sowie eigenentwickelter Simulationscodes die experimentell erhaltenen Ergebnisse nachgebildet und Designstudien durchgeführt.