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  • 08.12.2019

    Simulation von turbulenter Fluid-Struktur Interaktion

    In vielen technischen Anwendungen treten Wechselwirkungen zwischen Strömungskräften und Strukturverformungen auf. Solche gekoppelten Problemstellungen im Bereich der Fluid-Struktur Interaktion (FSI) können durch die Kombination von Struktur- und Strömungslösern untersucht werden. Für eine realistische numerische Simulation ist dabei die algorithmische Realisierung der Kopplungsmechanismen von zentraler Bedeutung.

  • 04.11.2019

    Entwicklung einer Methode zur Simulation thermisch bedingter Oberflächenspannungsgradienten

    Die meisten Strömungen in der Natur und der Technik bestehen aus mehr als einer Phase (fest, flüssig, etc.) oder einem Fluid (Öl, Wasser, etc.). Aus diesem Grund hat die numerische Berechnung solcher Mehrphasensysteme in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen.

    Einer der bekanntesten Effekte, der durch unterschiedlichen Oberflächenspannungen hervorgerufen wird, ist der Marangoni-Effekt. Wenn zwischen zwei Phasen ein (bspw. thermisch bedingter) Oberflächenspannugsgradient vorherrscht, entsteht eine Strömung von Bereichen mit niedrigerer Oberflächenspannung hin zu Bereichen höherer. Für die Berechnung der Mehrphasenströmung wird die Volume-of-Fluid (VOF) Methode verwendet, wodurch die Grenzfläche zwischen den Phasen nur implizit vorhanden ist. Die Bestimmung der Wärmeleit- sowie Oberflächenspannugskoeffizienten stellen diesbezüglich eine Herausforderung dar.

  • 04.11.2019

    Machine Learning zur Bestimmung von Oberflächenspannungen

    Eine der größten Herausforderungen bei der numerischen Berechnung von Mehrphasensystemen mit der Volume-of-Fluid (VOF) Methode ist die Bestimmung der Oberflächenspannungskräfte. Die gebräuchlichen Ansätze zur Berechnung der Oberflächenkrümmung und der daraus resultierenden Kräfte im Phasenübergang sind meist rechenaufwendig oder ungenau. In aktuellen Untersuchungen werden Machine Learning (ML) Methoden zur Krümmungberechnung eingesetzt um eine verbesserte Darstellung der Oberflächenkräfte zu erhalten.