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Dr. Dirk Lucas

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

Anwendungen und Projekte


Foto: Zweiphasenströmungen in horizontalen Rohren und Verteilern - link ©Copyright: Torsten Berger

Zweiphasenströmungen in horizontalen Rohren und Verteilern

Horizontale Zweiphasenströmungen treten in der Natur und in viele Bereichen der Technik auf, wie z.B. im Rohrlei­tungs­transport und in Speichertanks. Kompakte Wärme­übertrager, typischerweise bestehend aus Sammler und einer großen Zahl von ­parallelen Mikrokanälen, sind ein weiteres Beispiel für das dieser Strömungs­typ von Bedeu­tung ist.
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Foto: Einfluss der Abstandhaltergeometrie auf Quervermischung und Wärmeübertragungsverhalten - link ©Copyright: Torsten Berger

Einfluss der Abstandhaltergeometrie auf Quer­vermi­schung und Wärme­übertra­gungs­verhalten

Abstandhal­ter dienen der Fixie­rung der Position des Brennstabes. Dar­über hinaus beeinflussen sie die Strömung des Kühl­mittels. Durch geeignete Konstruktion der Abstandhal­ter kann die Turbulenz im Kanal angefacht und das Wärme­übertra­gungs­verhalten an der Brennelementoberfläche beeinflusst werden.
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Foto: Modellierung und Simulation von Zweiphasenströmungen in Flüssigmetallen - link ©Copyright: Torsten Berger

Modelling and simulation of liquid metal two-phase flows

Zweiphasenströmungen in Flüssigmetallen kommen in vielen industriellen Prozessen, wie z.B. der Metallurgie, der Energiewirt­schaft oder im Umwelt-Engineering vor. Die Sicherheit und Effizienz dieser industriellen Anwendungen kann durch ein ­verbessertes Verständnis der Fluiddynamik in Flüssigmetallen deutlich ­verbessert werden.
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Foto: Rotierende Strömungen - link ©Copyright: Torsten Berger

Ro­tier­ende Strömungen

Ro­tier­ende Strömungen werden einerseits zum Mischen oder auch Entmischen genutzt, können aber auch als unerwünsch­ter Effekt, z.B. bei Pumpeneinläufen auftreten.
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Foto: Condensing flows in horizontal pipes - link ©Copyright: Torsten Berger

Kondensierende Strömungen in horizontalen Rohren

Dieses vom BMBF geförderte Vorhaben ordnet sich in die Arbeiten zu passiven Sicherheits­systemen in Kernreaktoren ein. Konkre­ter Hintergrund ist die numerische Simulation der Kondensation in den Rohren eines Notkondensators.
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Sicherheit der Nasslager für abgebrannte Brennelemente (SINABEL)

Das Versagen der Beckenküh­lung, z.B. durch einen Ausfall der Betriebs-Strom­versor­gung des Kraftwerks, kann binnen Tagen zu einer Freile­gung der Brennelemente führen. Im HZDR-Beitrag werden ­mittels Methoden der numerischen Strömungs­simulation mögliche Probleme einer ausreichenden Küh­lung der Brennelemente untersucht.
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Foto: Polydisperse Blasenströmungen in vertikalen Rohren - link ©Copyright: Torsten Berger

Polydisperse Blasenströmungen in ­ver­tikalen Rohren

Für die Simulation polydisperser Blasenströmungen ist eine Auftei­lung der Gasphase in eine Anzahl von Blasengrößen­gruppen erforderlich. Die Arbeiten zur Entwick­lung und Validie­rung entsprechen­der Modelle und Schließungs­beziehungen basieren auf Experimenten an der TOPFLOW Versuchsanlage, die mit für diesen Zweck entwickel­ter fortgeschrittener Zweiphasenmesstechnik ausgerüstet wurde.
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Modellie­rung und Simulation der Mehrphasenströmung in Flotations­ap­paraten

Flotation ist ein Verfahren zur Trennung feinkörniger Feststoffteilchen ­mittels der unterschiedlichen Benetzbar­keit ihrer Oberflächen. Insbesondere zur selektiven Trennung mineralischer Erze im Fein-und Feinstkornbereich z.B. zur Gewinnung wichtiger Grundstoffe, zum Bespiel die Seltenen Erden, für heutige Schlüssel­techno­logien gewinnt die Flotation zunehmend an Bedeu­tung.
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