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TU Berlin

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Methoden zur Lokalisierung der Phasentrennfläche in numerischen Simulationen mit mehreren Fluiden

Eine besondere Herausforderung der numerischen Strömungssimulation (CFD Computational Fluid Dynamics) ist die Simulation von Mehrphasensystemen. Je nach Forschungs- oder Anwendungsbereich werden unterschiedliche Methoden angewandt um das Verhalten solcher Systeme vorherzusagen.

Probleme bei denen kleinskalige Bewegungen für einen vergleichsweise großen räumlichen und zeitlichen Bereich berechnet werden müssen, sind mit den derzeit gängigen numerischen Verfahren nur unzureichend zu erfassen. Um Vorgänge wie Sloshing oder Kavitationserscheinungen präzise vorhersagen zu können, müssen Verfahren genutzt werden, an deren Robustheit und Anwendbarkeit noch geforscht wird.

Die open source Programmbibliothek OpenFOAM beinhaltet mit dem VOF (Volume Of Fluid) Verfahren ein robustes Verfahren zur Berechnung von Mehrphasenströmungen. Bei diesem Verfahren wird die Trennfläche zwischen den Fluiden (FO) mittels einer nicht-stetigen Funktion implizit beschrieben. Dies birgt u.a. Probleme bei der Interpretation der Ergebnisse sowie bei der Berechnung von Größen die von der Geometrie der FO abhängen. Im Fokus der Forschungstätigkeit des Fachgebiets liegen alternative Möglichkeiten, sowie möglichen Kombinationen verschiedener Techniken zur Berechnung von Mehrphasenströmungen.

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