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.
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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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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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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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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Blasenkoaleszenz und -zerfall
Die Modelle für Blasenkoaleszenz und –zerfall im Baseline-Modell berücksichtigen verschiedene Mechanismen.
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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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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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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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