Transporteffekte in partikelbeladenen Kanalströmungen

Das Forschungsvorhaben hat zum Ziel, Modelle zur numerischen Berechnung zweiphasiger Strömungen mit Hilfe des Euler/Lagrange-Verfahrens weiterzuentwickeln und zu validieren, um zuverlässige Berechnungen partikelbeladener Gasströmungen in Kanälen, Rohren, Zyklonen etc. durchführen zu können. Die Voruntersuchungen haben gezeigt, daß die wesentlichen physikalischen Effekte, welche die Partikelbewegung in geschlossenen turbulenten Strömungen beeinflussen, der turbulente Transport, Partikel-Wand-Wechselwirkungen und Stöße zwischen den Partikeln sind, welche selbst bei geringen Massenbeladungen einen erheblichen Einfluß haben. Weiterhin wird auch die Turbulenz durch die Partikel beeinflußt. Um die einzelnen physikalischen Effekte besser verstehen zu können, sollen detaillierte Experimente an einer relativ einfachen Strömungskonfiguration, einer partikelbeladenen, horizontalen Kanalströmung (siehe Abbildungen), durchgeführt werden. Um die relativ komplexen, miteinander verknüpften Transporteffekte in dieser Kanalströmung besserverstehen zu können, sollen parallel zu den experimentellen Untersuchungen numerische Berechnungen basierend auf dem Euler/Lagrange-Verfahren durchgeführt werden. Um die nicht-isotrope und nicht-homogene Turbulenzstruktur in einer Kanalströmung besser erfassen zu können, soll einReynoldsspannungs-Turbulenzmodell verwendet werden, welches für zweiphasige Strömungen entsprechend erweitert werden soll. Weiterhin sollen die bereits implementierten Modelle zur Berücksichtigung der Kollision von Partikeln mit rauhen Wänden und zur Simulierung der Stöße zwischen den Partikelnanhand der experimentellen Untersuchungen validiert und entsprechend verbessert werden.