Prof. Dr. M. Sommerfeld
Universität Halle-Wittenberg
Numerische Berechnungsmethoden für Mehrphasenströmungen und Anwendungsbeispiele
Abstract: Numerische Berechnungsverfahren für strömungstechnische Probleme (computational fluid dynamics, CFD) haben in der stoffwandelden Industrie in den letzten Jahren einen erheblichen Aufschwung erhalten. Dies ist hauptsächlich darin begründet, daß mit CFD sehr kostengünstig umfangreiche Parameterstudien durchgeführt werden können und zudem der Scale-up ohne besondere Vorschriften durchgeführt werden kann. Demgegenüber würden detaillierte Laborexperimente wesentlich kostenintensiver sein, einen längeren Zeitraum in Anspruch nehmen, und zudem noch die Problematik des Scale-up beinhalten. Viele Prozesse in der Verfahrenstechnik beinhalten das Vorliegen mehrerer Phasen, so daß für derartige mehrphasige Strömungen die Berechnungsverfahren erweitert werden müssen, um die relevanten Transportprozesse und Austauschmechanismen erfassen zu können.
Im Rahmen des Vortrages wird der Entwicklungsstand der numerischen Berechnung disperser Mehrphasenströmungen zusammengefaßt und die verschiedenen Methoden kurz erläutert. Detaillierter wird dann auf das sogenannte Euler/Lagrange-Verfahren eingegangen und die Grundgleichungen und Modellierungsansätze dargestellt. Dieses Verfahren basiert auf der Lösung der zeitgemittelten Erhaltungsgleichungen in Verbindung mit einem geeigneten Turbulenzmodell und wird vielfach für die Berechnung praxisrelevanter Prozesse eingesetzt. Da der diskreten Natur der dispersen Phase durch die Verfolgung einer Vielzahl einzelner Partikel Rechnung getragen wird, erlaubt es eine detaillierte Modellierung der physikalischen Mechanismen, welche die Partikelbewegung beeinflussen. Die Konzepte für die Modellierung des turbulenten Partikeltransportes, der Partikel-Wand-Wechselwirkung und der Stöße zwischen Partikeln werden erläutert. Die Validierung der Modelle erfolgt anhand detaillierter Experimente. Schließlich werden einige Anwendungen des entwickelten Berechnungsverfahrens auf verfahrenstechnische Prozesse, wie z.B. die pneumatische Förderung, das Suspendieren im Rührbehälter und Blasensäulen dargestellt.
| Zeit: | Freitag, 06. Juli 2001, 14.15 Uhr |
| Ort: | FU Berlin, Arnimallee 2-6, Raum 032 im EG |