CFD-Modelle für Zweiphasenströmungen im Rahmen des Mehr-Fluid-Konzepts

Mehrphasenströmungen kommen u. a. in verschiedenen industriellen Prozessen der chemischen Verfahrenstechnik, der Energietechnik und der Ölindustrie vor. Zuverlässige Vorhersagen der zu erwartenden Strömungs- und Energietransfereigenschaften sind für die Auslegung, Optimierung und auch Sicherheitsbetrachtung dieser Prozesse wichtig. Für CFD-Simulationen von Strömungen in mittleren und großen Volumina wird meist das Zwei- bzw. Mehr-Fluid-Konzept (Euler-Euler-Modell) genutzt. Eine wesentliche Unsicherheit der Simulationsergebnisse resultiert dabei aus den Schließungsmodellen. Oft werden diese Modelle sowie damit verbundene freie Parameter so ausgewählt, dass eine gute Überstimmung mit vorhanden experimentellen Daten erzielt wird. Da die Vorhersagefähigkeit für unbekannte Strömungen dadurch nicht verbessert wird, wurden am HZDR so genannte Standardmodelle für polydisperse Blasenströmungen und separierte Strömungen definiert. Die allgemeine Strategie der Modellentwicklung sowie die Standardmodelle selbst werden in dem Vortrag vorgestellt. Weiterhin wird ein neuer Modellansatz diskutiert, der eine kombinierte Simulation der beiden Strömungsmorphologien einschließlich der Berücksichtigung von Übergängen zwischen diesen ermöglicht.