Numerische Simulationstechniken zur genauen und effizienten Behandlung von lokalen Strömungsprozessen mit chemischen Reaktionen
Ziel des Projektes ist die Entwicklung, numerische Realisierung und Validierung von speziellen numerischen Simulationstechniken, die eine detaillierte Betrachtung von Stofftransport im Zusammenspiel zwischen lokaler Hydrodynamik und chemischen Reaktionsmechanismen erlauben. Die neuen Simulationsmethoden sollen spezielle Reaktionsnetzwerke berücksichtigen, die von den Kooperationspartnern aus der Chemie geliefert werden. Darüberhinaus soll der zugehörige Strömungslöser hinreichend genau, robust, flexibel und effizient sein, um zusammen mit den Reaktionsmechanismen auf SPP-prototypische Konfigurationen angewendet werden zu können. Insbesondere sollen Simulationen durchgeführt werden können, die die entsprechenden Zeitskalen erfassen können, die für die Chemieingenieure von zentraler Bedeutung sind, um die Betriebsbedingungen für möglichst hohe Selektivität und Umsatz zu ermitteln.Während wir uns in der in der ersten Projektphase vor allem auf das Leitexperiment 'Superfokusmischer' konzentriert haben, werden wir in der beantragten 2.Phase den Strömungslöser bzgl. Mehrphasigkeit (und Elektromobilität) erweitern, um auch das 2.Leitexperiment, einen Taylor Flow Apparat, hochgenau simulieren zu können. Es ist mit unseren Kooperationspartnern abgesprochen, dass die Chemiker wieder die Reaktionsmechanismen liefern und die Chemieingenieure Daten aus Experimenten zur Validierung zur Verfügung stellen werden, auf deren Basis wir detaillierte Simulationsrechnungen wie auch Sensitivitätsanalysen durchführen werden.
Technische Universität Dortmund
Angewandte Mathematik und Numerik
Projektleiter
Prof. Dr. Stefan Turek
Projektmitarbeiter
Dr.-Ing. Otto Mierka
Maimoona Munir, M.Sc.
Arooj Fatimah, M.Sc.