Kontakt

Dr. Dirk Lucas

Lei­ter Computational Fluid Dynamics
d.lucasAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 2047

Baseline-Modell für polydisperse Blasenströmungen – iMUSIG

Die Schließung des Zwei-Fluid-Modells für die Blasenströmung ist ein sehr anspruchsvolles Problem aufgrund komplexer Beziehungen zwischen Impulsaustausch, Turbulenz und Blasengröße. Ein wichtiges Forschungsthema ist die Validierung und Weiterentwicklung des Baseline-Modells für polydisperse Blasenströmungen.

Foto: HZDR baseline model strategy - link ©Copyright: Torsten Berger

HZDR Baseline-Modell-Strategie

Zur Konsolidie­rung der Mehrphasen-CFD im Rahmen des Euler-Euler-Ansatzes werden fest definierte Standard- (oder Baseline-) Modelle aufgestellt und weiterentwickelt, die für ­verschiedene Anwendungen genutzt werden können.
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Foto: HZDR Baseline-Modell für polydisperse Blasenströmungen - link ©Copyright: Torsten Berger

HZDR Baseline-Modell für polydisperse Blasenströmungen

Informa­tionen zum Vorgehen bei der Simulation von Blasenströmungen sowie zur Definition der Schließungs­modelle der aktuellen Version des Baseline-Modells für polydisperse Blasenströmungen.
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Foto: iMusig - link ©Copyright: Torsten Berger

Inhomogenes MUSIG-Modell (iMUSIG)

Die Schließungs­modelle hängen teilweise empfindlich von der Blasen-, Tropfen- oder Partikelgröße ab. So kann es beispielweise zu einer Se­paration großer und kleiner Blasen kommen. Das iMUSIG-Modell erlaubt die Untertei­lung der dispersen Phase in Unterphasen sowie die Verknüpfung mit einem Populations­ansatz.
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Foto: Bubble-induced turbulence - link ©Copyright: Torsten Berger

Blasen-induzierte Turbulenz (BIT)

Ein neues Modell zur Berücksichti­gung der Blasen-induzierten Turbulenz wurde auf der Basis von Daten direk­ter numerischer Simula­tionen (DNS) abgeleitet. Zusätzliche Quellterme wurden für das SST-Turbulenzmodell vorgeschlagen.
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Foto: Bubble coalescence and breakup - link ©Copyright: Torsten Berger

Blasenkoaleszenz und -zerfall

Die Modelle für Blasenkoaleszenz und –zerfall im Baseline-Modell berücksichtigen ­verschiedene Mechanismen.
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Foto: Euler-Euler-modelling of reactive flow in bubble columns - link ©Copyright: Torsten Berger

Euler-Euler-Modellie­rung reakti­ver Strömungen in Blasensäulen

Im Rahmen eines Projekts des DFG Schwerpunktprogramms 1740 „Einfluss lokaler Transport­prozesse auf chemische Reak­tionen in Blasenströmungen“ werden Schließungs­modelle für chemische Reak­tionen sowie den damit einhergehenden Stofftransport in die Euler-Euler Beschrei­bung von Blasenströmungen eingebracht.
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Foto: Strömungen mit Verdampfung und Kondensation - link ©Copyright: Torsten Berger

Strömungen mit Verdampfung und Kondensation

Bei vielen Anwendungen spielen Verdampfung und Kondensation eine wichtige Rolle. Modelle werden für das Wandsieden ein schließlich der Berücksichti­gung der kritischen Wärmestromdichte (CHF), für siedende Strömung durch Druckabfall und für kondensierende Strömungen entwickelt.
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Foto: Schließungsmodelle - link ©Copyright: Torsten Berger

Experimente für die Entwick­lung und Validie­rung von Schließungs­modellen

Spezielle Experimente werden für die zielgerichtete Entwick­lung und Validie­rung von Schließungs­modellen für polydisperse Blasenströmungen durchgeführt. Dafür wurden umfangreiche Programmbibliotheken zur Datenauswer­tung entwickelt.
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