Einleitung zu Verfahrenstechnischen Strömungen und den Themen

Wir fokussieren uns auf Strömungsmechanik durch Computational Fluid Dynamics (CFD) und experimentelle Methoden. Auf diese Weise können wir wissenschaftliche Fragen angehen, die von der Optimierung bestehender Ingenieuranwendungen bis hin zur Entwicklung neuer Prozesse reichen. Die Verfügbarkeit zuverlässiger CFD-Codes hat ein weites Feld für wissenschaftliche Forschung eröffnet, um technische Herausforderungen mit ihren speziellen fluidmechanischen Anforderungen zu unterstützen.

Für unsere numerischen Untersuchungen arbeiten wir hauptsächlich mit OpenFOAM und Ansys Fluent. Unsere Aktivitäten im Bereich der Strömungsmechanik lassen sich in reaktive Strömungen und Ingenieurströmungsmechanik unterteilen.

Der Forschungsschwerpunkt Reaktive Strömungen in der Verfahrenstechnik untersucht aerodynamische Strömungen, die chemische Reaktionen in einer oder mehreren Phasen beinhalten. Unsere Forschung konzentriert sich auf die Gestaltung und Optimierung von thermochemischen Umwandlungsprozessen für gasförmige, flüssige und feste Materialien.

In unserer Forschung verwenden wir verschiedene Simulationstechniken, die unterschiedliche Skalen auflösen:

  • Großskalen-Simulationen werden eingesetzt, um industrielle Geräte und Prozesse zu gestalten und zu optimieren. Außerdem helfen uns Großskalen-Simulationen, die Prozesse innerhalb von chemischen Verfahrenstechnik-Anlagen zu verstehen und nicht messbare Größen wie räumliche Temperatur- und Konzentrationsverteilungen bereitzustellen.
  • Detaillierte Simulationen werden für die detaillierte Untersuchung spezifischer Phänomene in kleinen Skalen und zur Unterstützung der Bewertung und Interpretation von experimentellen Ergebnissen eingesetzt. Darüber hinaus verwenden wir detaillierte Simulationen zur Modellentwicklung für Großskalen-Simulationen.
  • Experimentelle Untersuchungen werden zur Entwicklung und Validierung unserer Simulationsmodelle eingesetzt. Unser experimenteller Schwerpunkt liegt auf der thermochemischen Feststoffumwandlung unter hohen Temperaturen, hohen Heizraten oder erhöhten Drücken. Die Kombination von Simulationsstrategien und experimentellen Daten ermöglicht es uns, das Wissen zu maximieren.

Unsere Simulationstätigkeiten konzentrieren sich auf die Open-Source-Plattform OpenFOAM®. Dies entspricht unserer Strategie, Forschungsergebnisse gemäß der Berliner Erklärung (TU Bibliothek) offen und weitreichend zu kommunizieren.

In den letzten Jahren haben wir Codes für die Verbrennungssimulation und ein großes Mehrphasenchemie-Framework entwickelt. Dies ermöglicht es uns, verschiedene Arten von heterogenen Reaktionen (z.B. Koks-Umwandlung, Eisenreduktion, reversible Gas-Feststoff-Reaktionen) zu simulieren. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Markus Bösenhofer (Kontaktinfos, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster) oder Eva-Maria Wartha (Kontaktinfos, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster).

Mit einem starken Fokus und einer Exposition gegenüber realen (meist industriellen) Problemen in der Fluiddynamik versuchen wir, sie mit einem angewandten wissenschaftlichen Ansatz zu untersuchen und zu analysieren. Wir versuchen, berechenbare Modelle abzuleiten und zu validieren, die auf vorhandenen experimentellen Methoden beruhen. Die Kombination von Experimenten und Modellierungstools bietet uns ein sehr starkes Werkzeug, um Einblick in viele industrielle Prozesse zu bekommen und Probleme zu lösen und zu optimieren. Das Team verlässt sich nicht nur auf bereits vorhandene Modelle und Messungstechnologien, sondern entwickelt auch neue Simulationswerkzeuge und neuartige Messkonzepte.

Unserem Glauben "Wissenschaft für alle" folgend, versuchen wir, in unseren Entwicklungen und Verbreitungsstrategien Open-Source- und Open-Access-Strategien zu verfolgen, um unsere Innovationen für andere verfügbar zu machen. Als sehr stolzes Beispiel können wir Folgendes anführen:

  • Frei verfügbare Codes: Beitrag und Entwicklung von Open-Source-Codes von Grund auf wie phasicFlowCoupling oder auf Basis bereits vorhandener Plattformen wie OpenFOAM®, z.B. membraneFoam und adsorpFoam.

  • Offener Zugang zur "OpenFOAM Basic Training" -Serie: Schritt-für-Schritt-Beispiele, die den Benutzern die wichtigsten Dienstprogramme und Funktionen innerhalb von OpenFOAM® beibringen, einschließlich Gittergenerierung, Mehrphasenmodellierung, Turbulenzmodellierung, paralleler Verarbeitung und Reaktionsmodellierung.

  • Innovation und Patente: Einführung und Nachweis der Konzeptentwicklung von Laser-Messverfahren wie LaserEyer und 3-Beam LDV.

  • Internationale Kooperationen: Austausch von Studenten und Teilnahme an internationalen Programmen wie IAESTE.

 

Um weitere Informationen über unsere Aktivitäten und Möglichkeiten zur Zusammenarbeit zu erhalten, kontaktieren Sie bitte Bahram Haddadi (Kontaktinfos), öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster.