Institut für Fluiddynamik

Wissenschaftliches Profil

Das Institut betreibt Grundlagen- und angewandte Forschungen auf den Gebieten der Thermo- und Fluiddynamik und der Magnetohydrodynamik mit dem Ziel, die Nachhaltigkeit, die Energie-Effizienz und die Sicherheit industrieller Prozesse zu verbessern. Die Vorhaben sind eingebettet in den Forschungsbereich Energie.

Die Erforschung grundlegender Phänomene in z.B. Mehrphasenströmungen mit Phasenübergang oder in Strömungen elektrisch leitfähiger Fluide unter dem Einfluss elektromagnetischer Felder wird komplementiert durch die Eigenentwicklung moderner Messtechniken und zuverlässiger numerischer Modelle. Zu diesem Zweck werden Berechnungsmodelle für die Prozesssimulation entwickelt und validiert, die neben Mehrphasen-Phänomenen ebenso thermische Aspekte und chemische Reaktionen umfassen. Das Institut koordiniert ein gemeinsames Forschungsvorhaben zur Erhöhung der Energie-Effizienz von Mehrphasenströmungen in der chemischen Industrie im Rahmen einer Helmholtz-Energie-Allianz.

Beispiele für die Entwicklung moderner Messtechniken zur Anwendung in Mehrphasen- und optisch nicht transparenten Strömungen sind Gittersensoren, schnelle Röntgen- und Gamma-Tomographen sowie Ultraschall- und induktive Tomographie-Methoden für Metallschmelzen. Das Institut betreibt experimentelle Einrichtungen, die die angewandte Forschung in Strömungsregimen ermöglichen, welche direkte Relevanz zu Prozessen in der chemischen und der metallurgischen Industrie sowie in Kraftwerksanlagen besitzen.

Die im Oktober 2016 neu eingerichtete Abteilung "Transportprozesse an Grenzflächen" befasst sich mit der detaillierten Analyse der mehrskaligen Transportprozesse an den Grenzflächen zwischen flüssiger, fester und gasförmiger Phase.

Die Forschung auf dem Gebiet der Magnetohydrodynamik befasst sich mit den Strömungsphänomenen elektrisch leitfähiger Fluide und ihrer Wechselwirkung mit oder ihrer Kontrolle durch elektromagnetische Felder. Die angewandte Forschung zielt auf das Design maßgeschneiderter magnetischer Felder zur Optimierung industrieller Prozesse in der Metallurgie, der Kristallzüchtung und der Elektrochemie. Das Institut koordiniert ein gemeinsames Forschungsvorhaben zu Flüssigmetall-Technologien im Rahmen der Helmholtz-Allianz LIMTECH.

Zukünftige Projekte, die sich gegenwärtig in der Realisierungsphase befinden, umfassen Modellexperimente eines präzessionsgetriebenen Dynamos, die Entwicklung von Flüssigmetallbatterien zur effizienten stationären Energiespeicherung sowie eine Erweiterung der TOPFLOW-Experimentiereinrichtung.