Nachwuchs­gruppe: Bubbles go with turbulent flows

Wir sind an der Lösung grundlegender und angewandter Probleme im Zusammenhang mit Turbulenz und Blasentransport in Umwelt- und Industrieströmen interessiert. Wir verwenden (hauptsächlich) Experimente mit blasenbeladenen turbulenten Strömungen, um zu verstehen, wie die Blasen die multiskaligen Eigenschaften der turbulenten Strömungen sowie die Bewegung der Blasen selbst verändern. Ziel ist es, sowohl unser grundlegendes Verständnis der Wechselwirkung zwischen Blasen und Turbulenz zu verbessern als auch neue Modellierungsansätze für ein breites Spektrum von Bereichen in der Natur und bei industriellen Prozessen zu liefern.

Members

Gruppenleiter: Dr. Tian Ma

Postdoc: Dr. Hendrik Hessenkemper

PhD: Lantian Wang

Experimentelle Methoden für optische Mes­sungen in Blasenströmungen

Um hochauflösende Strömungs­daten von dispergierten Blasenströmungen zu erhalten, nutzen wir optische Messmethoden und entwickeln geeignete Verarbei­tungs­werkzeuge. Dazu gehören PIV Methoden und Lagrangesches Particle Tracking für die flüssige Phase, sowie Deep-Learning-Modelle zur Erkennung und Verfol­gung einzelner Blasen bei starker Okklusion.

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Multiskalige Eigen­schaften der Turbulenz in blasenbeladenen Strömungen

Wir untersuchen die Eigen­schaften von blasenbeladenen turbulenten Strömungen auf ­verschiedenen Skalen und konzentrieren uns dabei auf die kinetische Energie der Strömung, die Anisotropie, den Energietransfer und extreme Ereignisse.

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Kollektivdynamik von Blasenschwärmen

Wir untersuchen die Entwick­lung von Blasenclustern in einem Schwarm von frei aufsteigenden Blasen unter ­verschiedenen Strömungs­bedin­gungen. Mit Hilfe unseres Algorithmus für maschinelles Lernen können wir Blasen in Clustern identifizieren, ­verfolgen und die Lebensdauer/Orien­tier­ung von Clustern bestimmen.

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Experimentelle Untersuchungen zu Blasenkräfte in niedrigviskosen Systemen

Um genaue und zu­verlässige Schließungs­modelle zu erhalten, konzipieren wir spezielle Experimente und Daten­verarbei­tungs­verfahreung hinsichtlich Blasenkräfte und Blaseninterak­tionen in niedrigviskosen Systemen.

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Turbulenzmodellie­rung in Blasenströmungen

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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