Systematische Multiskalenmodellierung und Designkonzept für SMARTe Reaktoren

Die modellbasierte Optimierung der Reaktionsbedingungen spielt eine entscheidende Rolle bei der Steigerung der Effizienz in verfahrenstechnischen Prozessen. Im Rahmen des Sonderforschungsbereiches SMARTe Reaktoren sollen hierzu neuartige adaptive Materialien gezielt in innovativen Reaktortechnologien integriert werden, um optimale Reaktionsbedingungen zu schaffen. Für die Ausgestaltung der SMARTen Reaktoren werden in Teilprojekt B06 Superstrukturoptimierungsansätze und hochaufgelöste Computational Fluid Dynamics (CFD) Modelle entwickelt, um eine Multiskalenoptimierung der Reaktoren zu ermöglichen.

Ziel ist es dabei, mithilfe von Superstrukturoptimierung sowohl Zielgrößen für die Reaktionsführung zu definieren, als auch eine Brücke zwischen den teuren hochauflösenden CFD-Simulationen und für eine direkte mathematische Optimierung zugänglichen systemischen Modellen zu bauen. Konkret soll eine Optimierung von Reaktornetzwerken basierend auf der Koppelung von Idealreaktoren zur Bestimmung einer idealen Reaktionsführung genutzt werden und im Zusammenspiel mit den detaillierten CFD-Simulationen zur Ableitung von reduzierten Kompartmentmodellen verwendet werden, welche die Ergebnisse der CFD-Berechnungen möglichst genau approximieren. Die Superstrukturoptimierung dient somit als Werkzeug für die optimale Gestaltung von Reaktoren und die automatische Modellreduktion. Dieser Ansatz wird im weiteren Verlauf des Projekts für die Entwicklung und Bewertung von SMARTen Reaktoren genutzt, die unter schwankenden Prozessbedingungen, wie variierender Rohstoffqualität und -menge, optimal betrieben werden können.

Ansprechpartner:

Kooperationspartner: SFB Team

Gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft since 2023

SFB 1615 Website