Lehrstuhl für Fluiddynamik
Das Team um Prof. Dr.-Ing. Andreas Kempf entwickelt und testet Methoden zur Simulation und Optimierung reaktiver Strömungen und Flammen in Anlagen wie Gasturbinen-Brennkammern, Nanopartikel-Synthesereaktoren, Kolbenmotoren oder Biomasse- und Kohlestaubfeuerungen. Unsere Methoden ermöglichen die Verkürzung von Entwicklungszeiten, um Kosten weiter zu senken. Letztlich ermöglichen es unsere Forschungsergebnisse, kosteneffiziente, flexible und sichere Anlagen zu entwickeln, die deutlich weniger Schadstoffe ausstoßen als ihre Vorgänger.
Die komplexen Vorgänge in Synthese- und Verbrennungsanlagen erfordern eine detaillierte numerische Beschreibung der Reaktions- und Transportprozesse. Deren Simulation verschafft Einblick in messtechnisch unzugängliche Bereiche, ermöglicht die Untersuchung und das Verständnis der isolierten Teilprozesse und ihrer Interaktionen, und schlägt eine Brücke zwischen Labor- und Industriemaßstab. Dazu entwickeln und implementieren wir numerische Modelle und Methoden, die zur Beschreibung und Simulation der turbulenten Verbrennung von Mehrphasenströmungen sowie der Reaktionskinetik notwendig sind.
Finanziert werden unsere Arbeiten durch das Land Nordrhein-Westfalen, die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi), die Allianz Industrieforschung (AiF), durch nationale und internationale Höchstleistungsrechenzentren sowie durch zahlreiche Unternehmen aus den Bereichen Installations-, Kraftwerks- und Anlagenbau.
An der Universität Duisburg-Essen ist unsere Gruppe eng mit den anderen Gruppen des CeNIDE (Center for Nano-Integration Duisburg-Essen), CER.UDE (Center for Energy Research) und CCSS (Center for Computational Sciences and Simulation) verzahnt. Als Mitglied des IVG stellen wir detaillierte Simulationsergebnisse bereit und nutzen für uns essentielle Daten aus den Experimenten der anderen Gruppen.
Das Studium am Lehrstuhl vermittelt Kompetenzen auf den Gebieten der Strömungssimulation, der Beschreibung reagierender Strömungen und der Turbulenzmodellierung.
NEWS
15/11/2023 Papier zur Veröffentlichung im Journal of Service Research angenommen
Das Papier mit dem Titel "A joint numerical study of multi-regime turbulent combustion" wurde zur Veröffentlichung in der Zeitschrift angenommen. Es handelt sich um eine gemeinsame Arbeit des TNF-Workshops, in der eine gemeinsame numerische Studie über die Konfiguration des Mehrregimebrenners vorgestellt wird. In der Studie wurden die Simulationen verschiedener Gruppen miteinander verglichen.
13.10.2023 Alles gute Sylvia!
Liebe Sylvia
Vielen Dank, dass du eine tolle Mitarbeiterin warst! Deine Zeit bei uns war von unschätzbarem Wert und wir sind dankbar für den Beitrag, den du geleistet hast. Danke für alles, was du für uns getan hast. Du warst nicht nur die Sekretärin unseres Lehrstuhls, sondern auch eine gute Freundin und manchmal wie eine strenge Mutter, wenn die Küche und unsere Arbeitsplätze nicht sauber gehalten wurden. Du hast viel bewirkt, und wir sind froh, mit dir zusammengearbeitet zu haben.
Wir werden deine Anweisungen, deinen Einblick und natürlich dein süßes Lächeln vermissen.
Wir wünschen dir alles Gute für deinen nächsten Schritt und hoffen, dass wir in Kontakt bleiben.
26.10.23 Investigation of an Atmospheric Gas Turbine Model Combustor with Large-Eddy Simulation Using Finite-Rate Chemistry
Combustion Science and Technology (2023)
https://doi.org/10.1080/00102202.2023.2239450
Als Grundlage für die beschleunigte Berechnung von thermoakustischen Instabilitäten in Gasturbinen mit direkter Chemie wurde ein reduzierter kinetischer Mechanismus entwickelt. Die LES-Ergebnisse eines Modellverbrenners zeigen eine gute Übereinstimmung mit Referenzmechanismen, bei signifikant gesenkter Rechenzeit für den neuentwickelten Mechanismus.
23.03.2023 Herzlichen Glückwunsch zur bestanden Promotionsprüfung!
Wir gratulieren unserem Kollegen Patrick Wollny herzlich zu seiner am 13. März 2023 mit Auszeichnung bestanden Promotionsprüfung.
Seine Dissertation trägt den Titel „Bridging Macro- and Mesoscopic Methodologies for the Modeling of Nanoparticle Synthesis and Population Dynamics“.
24.07.2023
Direct numerical simulation of an unsteady wall‑bounded turbulent fow confguration for the assessment of large‑eddy simulation models
Scientifc Reports (2023), 13:11202
Direct Link: https://rdcu.be/dgySQ
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-37740-7
Die Dynamik instationärer turbulenter Grenzschichten wird in einem vereinfachten Referenzfall untersucht, der auf dem berühmten Taylor-Green-Wirbel basiert.
21.09.23 Turbulence effects on the formation and growth of nano-particles in three-dimensional premixed and non-premixed flames
Applications in Energy and Combustion Science (2023)
Mithilfe von massiv paralleler Direkter Numerischer Simulation wird untersucht wie Turbulenz den Syntheseprozess von Nanopartikeln in vorgemischten und nicht-vorgemischten Flammen beeinflusst.
14.03.2023 Exhaust Gas Recirculation (EGR) analysis of a swirl-stabilized pulverized coal flame with focus on NOx release using FPV-LES
Fuel, 343, 127939 (2023)
https://authors.elsevier.com/a/1ghG73iH4M29L
In dieser Studie werden hochaufgelöste FPV-LES durchgeführt, um die Verbrennungseigenschaften und die NOx-Bildung einer drallstabilisierten Kohlenstaubflamme zu untersuchen.
Es werden zwei Ansätze zur Berechnung der NO-Spezies untersucht.
04.03.2023 Betroffene regt Sponsorenlauf in Dorsten an - Brustkrebs braucht Aufmerksamkeit
Jede achte Frau erkrankt einmal im Leben an Brustkrebs. UDE Professorin Khadijeh Mohri hat die Krankheit überstanden und will anderen Frauen mit einem Benefizlauf Mut machen.
Link für weitere Informationen: www.brustkrebshilfe-dorsten.de
04.03.2023 Lagrangian filtered density function modeling of a turbulent stratified flame combined with flamelet approach
Physics of Fluids 34, 075110 (2022)
https://doi.org/10.1063/5.0093942
Diese Arbeit zielt darauf ab, den Vorteil des Lagrangeschen transportierten FDF und des hybriden Ansatzes für eine stark geschichtete Flamme zu zeigen, einem der anspruchsvollsten Mitglieder der bekannten geschichteten Flammenserie von Cambridge. Es werden verschiedene Kriterien für das Umschalten zwischen den Methoden getestet, um die Effizienz des hybriden Ansatzes zu maximieren.
24.10.2022 Veröffentlichung in Energy and Combustion Science akzeptiert
Mit dieser Übersichtsarbeit wird ein dreifacher Zweck verfolgt. Erstens bietet sie einen systematischen Leitfaden für die volumetrische Emissionstomographie für Verbrennungsprozesse, der die mathematischen und physikalischen Grundlagen der wichtigsten Diagnoseverfahren in einem einheitlichen Rahmen behandelt. Zweitens werden die vorhandenen Techniken kritisch überprüft, wobei besonderes Augenmerk auf die korrekte Anwendung und die potenziellen Fallstricke der einzelnen Methoden gelegt wird. Drittens werden vielversprechende Forschungsansätze aufgezeigt und bewertet.
Volumetric emission tomography for combustion processes - ScienceDirect
Wir sind stolz auf Sie, Prof. Mohri und Ihr Team. Exzellente Arbeit.
06.10.2022 CENIDE Best Paper Award 2022
Wir gratulieren unserem Tomography Group Team zum CENIDE Best Paper Award 2022.
Herzlichen Glückwunsch!
06.10.2022 International Aerosol Conference 2022
Nach zwei Jahren Online-Konferenzen freuen wir uns, dass wir an der Internationalen Aerosolkonferenz 2022 in Athen teilnehmen konnten. Der Lehrstuhl wurde vertreten von unseren Kollegen Linus Engelmann, Monika Nanjaiah, Seung-Jin Baik und Patrick Wollny. Zusammen mit unserem Partner Igor Rahinov von der Open University of Israel trugen wir mit fünf Themen bei, die alle sehr gut aufgenommen und diskutiert wurden.
Veranstaltungen
PhD Seminar (Wintersemester 2022/23)
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