Kontakt

Dr. Dirk Lucas
Leiter Computational Fluid Dynamics
d.lucasAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 2047
Fax: +49 351 260 12047

Computational Fluid Dynamics

Im Focus der Arbeiten der CFD-Abteilung stehen:

  • Die Entwicklung und Validierung von CFD-Modellen für Mehrphasenströmungen
    • Für industrielle Anwendungen auf mittleren und großen Skalen
    • auf der Basis des Mehr-Fluid Euler-Euler-Ansatzes.
  • Dedizierte Experimente und DNS / LES für die Entwicklung und Validierung von Schließungsmodellen.

Stichworte

AIAD, Baseline-Modelle, Blasen-induzierte Turbulenz, Blasenströmungen in Flüssigmetallen, Brennelementlagerbecken, chemische Reaktionen, dichtegetriebene Strömungen, Dreiphasenströmungen, Experimente, Flashing, Flotation, GENTOP, iClass, iMUSIG, Klimaanlagen, Koaleszenz, Kondensation, Konferenz, kritischer Wärmestrom, Kurzlehrgang, OpenFOAM, Phasenübergang, polydisperse Blasenströmungen, rotierende Strömungen, Sieden, Strömungen in Brennelementbündeln, Transport von Isolationsmaterialien, Verdampfung, Verteilerrohre, vertikale Rohrströmungen, Wandsieden, Zerfall

Forschung

Foto: cfd - motivation ©Copyright: Dr. Dirk Lucas

Motivation und Strategie

Zur Qualifizie­rung der Mehrphasen-CFD für industrielle Anwendungen ist eine Konsolidie­rung der Modelle im Rahmen des Mehr-Fluid-Ansatzes notwendig. Für die Erweite­rung der Einsatzmöglich­keiten werden neue Konzepte erarbeitet.
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Foto: Baseline-Modell für polydisperse Blasenströmungen - iMUSIG - refpic ©Copyright: Dr. Yixiang Liao

Baseline-Modell für polydisperse Blasenströmungen – iMUSIG

Ein Schwerpunkt der laufenden Arbeiten ist die Weiterentwick­lung des Baseline-Modells für polydisperse Blasenströmungen. Mit dem inhomogenen MUSIG-Modell (iMUSIG) steht ein entsprechen­der Modellie­rungs­rahmen bereit, entsprechend der Baseline-Strategie werden die Schließungs­modelle einschließlich aller Para­meter festgelegt.
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Foto: HOTLEG CFD ©Copyright: Dr. Thomas Höhne

Baseline-Modell für separierte Strömungen – AIAD

Strömungen mit separierten Phasen, d.h. mit großen Gas-Flüssig-Grenzflächen kommen vor allem in horizontalen Strömungs­regionen vor (Stratifizie­rung), eine Se­paration kann aber auch in anderen Konfiguration, wie z.B. einer Ringströmung in ­ver­tikalen Rohren auftreten.
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Foto: GENTOP WALL BOILING Example ©Copyright: Dr. Thomas Höhne

GENeralized TwO-Phase flow concept – GENTOP

In vielen praxisrelevanten Gas-Flüssig-Strömungen treten unterschiedliche Strömungs­morpho­logien (dispers oder separiert) ­parallel in einer Strömungs­region auf und es gibt Übergänge zwischen ihnen. Das innovative GENTOP-Konzept stellt eine Grundlage zur Simulation solcher Strömungen dar.
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Foto: OpenFoam Keyboard ©Copyright: Dr. Fabian Schlegel

Modellie­rung von Mehrphasenströmungen mit OpenFOAM

In diesem Projekt werden die zentralen Entwick­lungen zur numerischen Simulation von Mehrphasenströmungen am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf in der C++ Bibliothek OpenFOAM umgesetzt. Der uneingeschränkte Zugriff auf den Quellcode bietet, im Gegensatz zu kommerziellen Programmen, deutlich umfangreichere Möglich­keiten für die Entwick­lung neuer physikalischer Modelle und Simulations­methoden.
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Foto: CFD Simulation von TOPFLOW-PTS Dampf/Wasser Experiment, Temperaturverteilung und Wasserströmungslinien ©Copyright: Pavel Apanasevich

Anwendungen und Projekte

Die Arbeiten der Abtei­lung zielen auf die Qualifikation der Mehrphasen-CFD-Methoden als Werkzeug für die Optimie­rung industrieller Anlagen und Prozesse sowie zu Sicherheits­analysen. Einige Beispiele für solche Anwendungen und Projekte sind hier zu finden.
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