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  • 2019/11/04

    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.

  • 2019/11/04

    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.

  • 2019/05/08

    Entwicklung von nichtreflektierenden Randbedingungen für Akustiksimulationen

    Die Aeroakustik oder Strömungsakustik befasst sich mit Schall, der durch Luftströmungen erzeugt wird. In den letzten Jahren hat die Vorhersage von strömungsinduzierten Geräuschen insbesondere in der Fahrzeug- und Luftfahrtindustrie stark an Bedeutung gewonnen. Die numerische Aeroakustik (Computational Aeroacoustics, CAA) stellt hierfür ein wichtiges Werkzeug dar und die verwendeten numerischen Methoden werden kontinuierlich weiterentwickelt.

    Aufgrund der hohen Genauigkeitsanforderungen hat sich dabei die Entwicklung reflexionsfreier Randbedingungen als eine der Hauptaufgaben in der numerischen Aeroakustik herausgestellt. In der Literatur gibt es bereits eine Vielzahl an Methoden, welche zum Beispiel durch Absorptionszonen unphysikalische Reflexionen an Auslassrandbedingungen reduzieren sollen.