Entwicklung eines innovativen neuen Ansatzes für die Modellierung von Strömungen mit hoher Schmidt- und Prandtl-Zahl. Die Technik kann für die Simulation von Nanopartikelreaktoren oder die Flüssigkeitskühlung von Elektromotoren und Leistungselektronik verwendet werden. Die Arbeit von Michael Leer ist jetzt im Journal of Computational Physic erschienen.

​ ​	https://authors.elsevier.com/c/1f7PQ508HsZDb

Etablierte und neuerliche Schließungsansätze für Impuls- und Skalar-Flüsse in LES wurden a-posteriori für ein turbulentes, vorgemischtes Brenner-Experiment verglichen. Die LES des Cambridge Brenners wurden mithilfe von FGM-Tabellen durchgeführt und die Ergebnisse im Hinblick auf den Beitrag des SGS-Modells verglichen. Es zeigt sich, dass die neuerlichen KKK2 und Sensor-verstärkten Smagorinsky Modelle beste Ergebnisse erzielen. Diese Arbeit wurde in Kooperation mit der Universität der Bundeswehr in München durchgeführt.

In dieser Arbeit wird erstmals die Anwendung einer evolutionären Rekonstruktionstechnik auf die Hintergrund-orientierte Schlieren-Tomographie vorgestellt (https://doi.org/10.1364/OE.450036).

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In dieser Zusammenarbeit mit der Universität Newcastle werden die Ergebnisse der Quasi-DNS einer stratifizierte Flamme vorgestellt.

Eine Zusammenarbeit im Rahmen des DFG-FOR2284-Projektes. In dieser Studie werden quantenchemische Berechnungen und isodesmisches Reaktionskonzept für die Bestimmung der temperaturabhängigen Standardbildungsenthalpie, Entropie und Wärmekapazität von Si-C-H-O-Radikalen und -Molekülen vorgestellt, die durch kombinatorische Überlegungen Gruppenadditivitätswerte (GAVs) bestimmt wurden. Zum ersten Mal werden die Unsicherheiten der Gruppenwerte berechnet.

​In dieser Zusammenarbeit mit der Universität Newcastle wird die Gültigkeit der bekannten Flammeneffizienzfunktionsmodelle für stratifizierte Flammen getestet.

In einer Zusammenarbeit mit der Stanford University wurde die Eignung der klassischen Informationsentropie zur Einschätzung der Güte von LES Rechnungen untersucht. Kanonische Fälle der Fluiddynamik und Chaos-Theorie wurden dazu analysiert und ein Zusammenhang zwischen der Qualität von Simulationen und der Entropie konnten beobachtet werden. Dafür wurden gut und schlecht aufgelöste Simulationen durchgeführt und mit DNS Daten verglichen. Während einige etablierte Qualitätsmaße bei der korrekten Einschätzung der Ergebnisse scheiterten, ist die Entropie in der Lage, gut und schlecht aufgelöste Rechnungen zu unterscheiden. Link

Eine wasserstoffpilotierte Kohlestaubflamme wird unter Verwendung eines Flamelet/Progress Variable-Ansatzes mittels massiv paralleler LES untersucht. Eine Methode wird vorgestellt, die die Auswirkung der Messsonde auf die Skalarfeldmessungen berücksichtigt und die Übereinstimmung zwischen Experiment und Simulation signifikant verbessert. Diese Arbeit ist eine Kollaboration mit der TU Darmstadt und der Universität Stuttgart. Link

Eine Zusammenarbeit im Rahmen des DFG-FOR2284-Projektes. Die thermische Zersetzung von Ethylsilan (H3SiC2H5, EtSiH3) wird hinter reflektierten Stoßwellen untersucht und die Gaszusammensetzung analysiert. Ein kinetischer Mechanismus, der die Gasphasenchemie von EtSiH3 berücksichtigt, wird entwickelt. Er besteht aus 24 Si-haltigen Spezies, 31 Reaktionen von Si-haltigen Spezies und einem Satz neuer thermochemischer Daten. Die experimentellen Daten werden durch Simulationen, die auf dem Mechanismus dieser Arbeit basieren, sehr gut reproduziert und stehen in sehr guter Übereinstimmung mit Literaturwerten. Es wird gezeigt, dass EtSiH3 ein vielversprechender Vorläufer für die Synthese von SiC-Nanopartikeln ist. Link

Ein umfassendes Euler-Lagrange-Grundgerüst für die Kohlenstaubverbrennung mit detaillierter mehrstufiger heterogener Kinetik wird vorgestellt. 3D-Trägerphasen-DNS wurden für eine turbulente Mischungsschicht durchgeführt. Die Daten werden mit einfachen Pyrolysemodellen verglichen. Ein neuer Ansatz für ein Entgasungsmodell, das geeignet ist, bimodale flüchtige Freisetzungsraten anzufitten, wird vorgeschlagen. Diese Arbeit ist eine Zusammenarbeit zwischen der Universität Stuttgart, der TU Darmstadt und der Universität Duisburg-Essen. Link

Das Verhalten beschränkter passiver Skalare bei verschiedenen Feinstruktur-Modellen in a-posteriori LES wird in einer gemeinsamen Studie mit der Universität der Bundeswehr in München untersucht. Für einen turbulenten Freistrahl wurden DNS und LES Rechnungen mit bekannten und neuen Feinstruktur-Modellen durchgeführt. Der Einfluss von Kombination verschiedener Modelle sowie der Diskretisierung der Feinstruktur-Terme auf die Beschränktheit transportierter Skalare wird analysiert.

Eine neuartige Anwendung der tomographischen Bildgebung mit Multisimultanmessungen (TIMes) zur Rekonstruktion von Flammenemissionen. Link