Wissenschaftlicher Werdegang

seit 2011
Akademischer Rat, Universität Duisburg-Essen, Lehrstuhl für Strömungsmechanik und Simulation reaktiver Strömungen

2008 - 2011
Gruppenleiter "Reaktionsmechanismen und Aerosoldynamik", Universität Duisburg-Essen, Institut für Verbrennung und Gasdynamik

2000-2008
Wiss. Mitarbeiter, Universität Duisburg-Essen, Institut für Verbrennung und Gasdynamik

2006
Promotion (Maschinenbau), Universität Duisburg-Essen

1996-2000
Wiss. Mitarbeiter im DFG Schwerpunkt: ANumE, Adaptive Mesh Refinement for Reactive and Multiphase Flows

1996
Diplom (Maschinenbau), Universität Duisburg Essen

Aktuelle Forschungsschwerpunkte

Die numerische Simulation ist interdisziplinär angesiedelt in der Physik, angewandten Mathematik und Informatik. Die verwendeten Modelle basieren auf dem  Erhaltungsprinzip und lassen sich als Transportgleichungen für skalare und vektorielle Feldgrößen abbilden. In der Lösung dieser nichtlinearen, partiellen Differentialgleichungen kommen finite Differenzen, finite Volumen und stochastische Methoden zum Einsatz.

Ziel der Arbeiten ist die Modellierung und Simulation der Strömungsmechanik, der Reaktionskinetik und der Aerosoldynamik. Im Mittelpunkt steht hierbei die Entwicklung von physikalischen Modellen und numerischer Methoden sowie deren Software-technische Implementierung in quell-offene Programmbibliotheken. Die enge Ankopplung an laufende Versuche im Labor- und Technikumsmaßstab erlaubt uns eine ausführliche Validierung, sowohl der Simulationsmethoden als auch der experimentellen Diagnostik.

Ergänzend zu den Experimenten erlaubt die numerische Simulation Einsicht in messtechnisch unzugängliche Bereiche und Skalen. Objekt der Simulationen sind  Synthesereaktoren, motorische Verbrennung und biologische Strömungen, möglichst unter Berücksichtigung aller auftretenden physikalischen Effekte.

Ausgewählte Publikationen

Janas, P., Wlokas, I., Böhm B. and Kempf A. „On the evolution of the flow field in a spark ignition engine“,  has been accepted for publication Flow, Turbulence and Combustion (2016).

Nguyen, T. M., Proch, F., Wlokas, I., & Kempf, A. M. Large Eddy Simulation of an Internal Combustion Engine Using an Efficient Immersed Boundary Technique. Flow, Turbulence and Combustion, 1-40.

Sikalo, N., Hasemann, O., Schulz, C., Kempf, A., Wlokas, I., A Genetic Algorithm-Based Method for Optimization of Reduced Kinetics Mechanisms accepted by International Journal of Chemical Kinetics (2015).

Deng,  L., Kempf, A., Hasemann, O. Korobeinichev, O. P., Wlokas, I., Investigation of the sampling nozzle effect on laminar flat flames, Combustion and Flame, Volume 162, Issue 5, May 2015, Pages 1737-1747, ISSN 0010-2180, http://dx.doi.org/10.1016/j.combustflame.2014.11.035.,

I. Wlokas, H. Wiggers, and C. Schulz, "Detailed studies of precursor chemistry and particle growth in the flame synthesis of iron oxide nanoparticles," in Zel'dovich Memorial - Accomplishments in Combustion Science in the Last Decade, A. A. Birosv, and S. M. Frolov, eds. (Torus Press, 2014), pp. 26-35. ISBN: 978-5-94588-156-3.

M. Poliak, A. Fomin, V. Tsionsky, S. Cheskis, I. Wlokas, I. Rahinov, On the mechanism of nanoparticle formation in a flame doped by iron pentacarbonyl, Physical Chemistry Chemical Physics 17.1 (2015): 680-685, doi: 10.1039/C4CP04454A.

O.M. Feroughi, S. Hardt, I. Wlokas, T. Hülser, H. Wiggers, T. Dreier, C. Schulz, Laser-based in-situ measurement and simulation of gas-phase temperature and iron atom concentration in a pilot-plant nanoparticle synthesis reactor, Proceedings of the Combustion Institute 35.2 (2015): 2299-2306, doi:10.1016/j.proci.2014.05.039.

A. Rittler, C. Weise, I. Wlokas, A. M. Kempf, Large eddy simulation of TiO2 nanoparticle synthesis in a spray flame reactor, accepted for oral presentation at the Aerosol Technology (2014), Karlsruhe.

C. Weise, I. Wlokas, Optimization of the setup and operating conditions of nanoparticle synthesis reactors by simulation, accepted for oral presentation at the Aerosol Technology (2014), Karlsruhe.

C. Weise, J. Menser, S. Kaiser, A. Kempf, I. Wlokas, Numerical investigation of the process steps in a spray flame reactor for nanoparticle synthesis, Proceedings of the Combustion Institute 35.2 (2015): 2259-2266, doi:10.1016/j.proci.2014.05.037.

N. Sikalo, O. Hasemann, C. Schulz, A. Kempf, I. Wlokas, A Genetic Algorithm-Based Method for the Automatic Reduction of Reaction Mechanisms, International Journal of Chemical Kinetics 46 (1), (2014) 41-59.

Weise, C., Faccinetto, A., Kluge, S., Kasper, T., Wiggers, H., Schulz, C., Wlokas, I., Kempf, A., Buoyancy induced limits for nanoparticle synthesis experiments in horizontal premixed low-pressure flat flame reactors, (2013) 1-18.

Wlokas, I., Faccinetto, A., Tribalet, B., Schulz, C., Kempf, A., Mechanism of iron oxide formation from iron pentacarbonyl doped hydrogen/oxygen flames, (2013) 487-498.

Hecht, C., van der Schoot, N., Kronemeyer, H., Wlokas, I., Lindtken ,R., and Schulz, C., Visualization oft he gas flow in fuel cell bipolar plates using molecular seeding and micro-particle image velocimetry, Experiments in Fluids 52, (2012) 743-748.

Yang, H., Greszik, D., Wlokas, I., Dreier, T., and Schulz, C., Tunable diode laser absorption sensor fort he simultaneous measurement of water film thickness, Liquid- and vapor-phase temperature, Applied Physics B: Lasers and Optics 104 (1), (2011) 21-27.

Wlokas, I., Hecht, C., and Schulz, C., Model for the formation of Fe2O3 in premixed Fe(CO)5-doped low-pressure H2/O2 flames, 5th European Combustion Meeting (2011), Cardiff

Hardt, S., Hamid, A., Weise, C., Wlokas, I., Wiggers, H., and Schulz, C., Experimental and Numerical Investigation of Flame Spray assisted TiO2 Synthesis from Titaniumtetraisopropoxide, 5th European Combustion Meeting (2011), Cardiff

Hänel, D., Völker, F., Vilsmeier, R., Wlokas, I., A front tracking approach for finite-volume methods, in Shock Waves 1, K. Hannemann and F. Seiler, Editors (Springer, Berlin, Heidelberg, (2009) 1011-1016.

Wlokas, I., Staude, S., Hecht, C., Atakan, B., and Schulz, C., Measurement and simulation of Fe-atom concentrations in premixed Fe(CO)5-doped low-pressure H2/O2 flames, 4th European Combustion Meeting (2009), Viena

Staude, S., Hecht, C., Wlokas, I., Schulz, C., and Atakan, B., Experimental and Numerical Investigation of Fe(CO)5 Addition to Laminar Premixed Hydrogen/Oxygen/Argon Flame, Zeitschrift für Physikalische Chemie 223, (2009) 639-649.

Finck,M., Hänel, D., Wlokas, I., Simulation of nasal flow by lattice Boltzmann methods, Computers in Biology and Medicine 37 (6), (2007) 739-749.

Hänel, D., Lantermann, U., Kaiser, R., Wlokas, I., Generalized lattice-BGK concept for thermal and chemically reacting flows at low Mach numbers, International Journal for Numerical Methods in Fluids 51 (4), (2006) 351-369.

Dr.-Ing. Irenäus Wlokas

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