Forschungsthemen

Das rasante Anwachsen der Rechenleistung neuer Computersysteme macht es heute möglich, hochauflösende Strömungssimulationen einschließlich individuell aufgelöster Partikel mit immer größerer Genauigkeit zu berücksichtigen.

Teilchen in Strömungen können unter anderem durch Suspension oder Saltation fortbewegt werden. Ein Beispiel für Suspension in technischen Bereichen sind die seit dem Ausbruch des Eyjafjallajökull in den Fokus gerückten Aschewolken, die den Flugverkehr erheblich behindern. Dabei sind verhältnismäßig wenige kleine Teilchen im Fluid, die allerdings durch Verglasung oder Erosion den Triebwerken massiv Schaden zufügen können. In diesem Regime der kleinen Teilchen werden diese als Punktmassen behandelt, auf die diverse Kräfte wirken. Die gängige Beschreibung erfolgt durch die sogenannte Maxey-Riley Gleichung. Andererseits stellt sich heraus, dass in gewissen Strömungsregimen die Betrachtung als Punktmassen nicht mehr anwendbar ist. Dies ist z.B. bei der Saltation der Fall, wenn große Partikel aus dem Untergrund herausgeschlagen werden, um nach kurzem Flug durch die Strömung beschleunigt, wiederum auf den Untergrund zu prallen. Ein praktisches Beispiel ist das Herausschlagen von Schottersteinen aus Hochgeschwindigkeitstrassen. Untersuchungen haben ebenfalls gezeigt, dass sich Teilchen in Grenzschichten verdichten. In diesen Bereichen stellt sich die Frage, ob die Stöße zwischen den Partikeln weiterhin vernachlässigt werden können. Der Schwerpunkt der Untersuchungen mit Partikel am Fachgebiet wird sich auf Grenzschichtströmungen richten.

Laufende Projekte

• Partikelstömungen , Untersuchung der turbulenten Gas-Feststoff-Strömung durch die Euler-Lagrange-Darstellung
  Flavia Cavalcanti Miranda
  
  
• Vulkanausbrüche , The significance of the opening angle of pyroclast ejection during explosive volcanic eruptions
  Kueppers, Alatorre, Sesterhenn, Dingwell
  
  
• Vulkanischer Ausfluß , Direct Numerical Simulation of (pocket size) vulcanic jets
  Sesterhenn, Miranda, Pena-Fernandez