Lehrstuhl für Fluiddynamik

Das fünfzehnköpfige 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.

_{Meldungen 2013}

20.12.2013: Das Forschungsprojekt "Entwicklung von Verbrennungstechnologien für die klimaschonende Energieerzeugung - Teil II" wird durch Siemens und BMWi finanziert.

25.11.2013: Mike Pettit hat erfolgreich seine Doktorprüfung absolviert. Herzlichen Glückwunsch!

25.11.2013: Das Mercator Research Center Ruhr (MERCUR) gewährt Förderung des Projekts „VINDDKanal — Virtueller Interaktiver Numerischer Dortmund-Duisburg Windkanal“, das mit Prof. Krüger (UDE) und Prof. Turek (TU-Dortmund) durchgeführt werden soll.

01.11.2013: Wir begrüßen unsere neuen Mitarbeiter Martin Rieth und Patrick Wollny - herzlich willkommen!

24.10.2013: Unser Projekt in Motorsimulation erreichte auf dem Supercomputer JUQUEEN (Jülich) eine Rechenzeit von 21,7 Millionen Stunden. Wir danken dem Center for Computational Sciences and Simulation (CCSS) für die Unterstützung und für die Bereitstellung der rechnerischen Mittel!

19.09.2013: Die Arbeit "A posteriori Testing of the Flame Surface Density Transport Equation for LES" von Ma, Stein, Chakraborty und Kempf wurde von Combustion Theory and Modelling akzeptiert. Dies ist in diesem Jahr die 10. Veröffentlichung in einer internationalen Fachzeitschrift. Herzlichen Glückwunsch an alle Beteiligten!

12.09.2013: Veröffentlichung im International Journal of Chemical Kinetics akzeptiert: "A Genetic Algorithm-Based Method for the Automatic Reduction of Reaction Mechanisms" von N. Sikalo, O. Hasemann, C. Schulz, A. Kempf, I. Wlokas.

06.09.2013: Prof. Johannes Janicka (TU-Darmstadt) hält im Rahmen des CCSS-Seminars einen Vortrag über "Turbulence and Cycle to Cycle Variations - The Potential of Large-Eddy Simulation for the Prediction of Internal Combustion Engines".  Link

19.07.2013: Vortrag "Practical Issues in Large Eddy Simulation of Turbulent Combustion" von Venkatraman Raman. Link

16.07.2013: Glückwunsch! Das Projekt "Large eddy simulation of large scale coal and biomass combustion" erreichte auf dem Hochleistungsrechner SuperMUC eine Rechenzeit von 15,4 Millionen Stunden. Besonderer Dank geht an das Center for Computational Sciences and Simulation (CCSS).

06.06.2013: Prof. Wolfgang Kollmann (University of California at Davis) hält einen Vortrag über "Vorticity: vortex tube and vortex ring interaction". Link

09.05.2013: Ankunft von Jia Wang: Die Doktorandin der Nanjing University of Science & Technology wird die nächsten sechs Monate am Lehrstuhl verbringen.

26.03.2013:  DFG gewährt Förderung für die "Mehrdimensionale Flamelet-Modellierung für die LES von Kohlestaubflammen" in Zusammenarbeit mit den Universitäten Stuttgart und Freiberg.

13.03.2013:  Dr. Christian Angelberger (IFPEN Paris) hält im Rahmen des CCSS-Seminars einen Vortrag über Motorsimulation. Link

27.02.2013:  Prof. Heinz Pitsch (RWTH-Aachen) hält im Rahmen des CCSS-Seminars einen Vortrag über Rußbildung und Rußmodellierung. Link

26.02.2013: Veröffentlichung bei Combustion Theory and Modelling akzeptiert: "Buoyancy induced limits for nanoparticle synthesis experiments in horizontal premixed low-pressure flat flame reactors" von Weise, Faccinetto, Kluge, Kasper, Wiggers, Schulz, Wlokas, Kempf.

16.02.2013:  Veröffentlichung bei Combustion Theory and Modelling akzeptiert: "A-posteriori testing of Algebraic Flame Surface Density models for LES" von Ma, Stein, Chakraborty und Kempf.

01.02.2013:  Prof. Andreas Kempf hält einen Vortrag über das Thema Grobstruktursimulation turbulenter Verbrennung an der ETH-Zürich.

01.02.2013:  Lehrstuhl entsendet Studenten im April zur Masterarbeit an die University of Berkeley, California.