Strömungsmechanik

Das „Anwendungszentrum Fluiddynamik“

New Building „Center of Applied Fluid Dynamics“

Ziel des Ende 2017 genehmigten EFRE-Vorhabens in Höhe von ca. 5 Mio. € war der Neubau des "Anwendungszentrums Fluiddynamik" der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) auf dem Zentralcampus in Cottbus. Das neue Gebäude mit Gesamtbaukosten von ca. 7,6 Mio. € soll die Anzahl der Projekte, insbesondere die Kooperationsvorhaben im Bereich der Energietechnik mit der regionalen Industrie und damit den Technologietransfer maßgeblich erhöhen. Neben neuen Büros für die bisher in verschiedenen Gebäuden verteilten Mitarbeiter der Lehrstühle LAS, LTA und LNSG sowie dem CFTM² und der neu geschaffenen Professur für Bildgebende Messverfahren (eine gemeinsame Berufung der BTU mit dem DLR) ist auch Platz für 7 weitere Labore geschaffen worden:

  • Physikalisch-chemisches (Fluid-)Labor
    mit einer Reinheitsklasse D nach EG-GMP-Leitfaden, Annex 1 (bzw. ca. 7 nach EN ISO 14644-1) zur Messung / Charakterisierung von sensiblen Fluideigenschaften, wie z.B. Dichte, Brechzahl, Grenz- und Oberflächenspannung, Viskosität etc.
  • Labor zur Modell- und Messvorbereitung
    für aeroakustische und aerodynamische Experimente.
  • Laserlabor
    mit Abdunkelung für Strömungsmessungen mit laseroptischen Messverfahren, z.B. PIV-/LIF-/LDA-Messtechnik (Laser Klasse 3 und 4).
  • Labor für Hochspannungsversuche an Flüssigkeiten
    mit interner Abschirmung. Durchführung industrie- und anwendungsnaher experimenteller Forschung zur Strömungskontrolle und zur Verbesserung von Wärmetauschern als Spin-Off des GEOFLOW-Raumfahrtprojekts.
  • Labor für Parabelflugvorbereitung
    zur Vorbereitung anwendungsorientierter Experimente zur Schwerelosigkeitsforschung, z.B. Schaumdynamik, Tropfendynamik usw. mit Industriebezug.
  • Labor für akustische Messtechnik
    zur Vorbereitung umfangreicher Messaufbauten für die Charakterisierung von Schallquellen an Maschinen und Fahrzeugen.
  • Labor für konstruktive Lärmminderung
    mit verschiedenen Versuchsaufbauten zum anwendungsnahen Testen lärmarmer Maschinen- und Fahrzeugkomponenten.

Damit wird das neue Anwendungszentrum zu einem zentralen Forschungspartner für die Energietechnik in der Region und überregional. Baubeginn war Februar 2018, Fertigstellung und Übernahme der BTU im März 2020. Das „Anwendungszentrum Fluiddynamik“ steht auf dem Zentralcampus der BTU direkt neben dem bestehenden Fluid-Centrum.

Am Lehrstuhl für Aerodynamik und Strömungslehre (LAS, Institut für Verkehrstechnik, BTU Cottbus-Senftenberg) werden national und international anerkannte grundlagen- und anwendungsorientierte Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der experimentellen, theoretischen und numerischen Strömungsmechanik, Aerodynamik sowie Messtechnik durchgeführt.
Der Lehrstuhl gehört ebenso wie die Lehrstühle für Technische Akustik (LTA) und Numerische Strömungs- und Gasdynamik, (LNSG) und die Professur für Bildgebende Messverfahren zum BTU-weiten Zentrum für Strömungs- und Transportphänomene, Modellierung und Messtechnik (CFTM2).

Zur Forschungsprogrammatik des LAS gehören gleichermaßen grundlagenorientierte wie anwendungsnahe Untersuchungen zu rotierenden, geschichteten und grenzschichtnahen Strömungen mit Anwendungen in Natur und Technik. Seit 20 Jahren stehen dabei Untersuchungen (experimentell, theoretisch, numerisch) von Stabilität, Strukturbildung und Turbulenzentstehung in rotierenden und geschichteten Fluidsystemen sowie von hochturbulenten Rohr- und Windkanalströmungen im Vordergrund. Dazu wurde seit Inbetriebnahme des Fluid-Centrums im Jahr 2004 eine Reihe von hochwertigen wissenschaftlichen Experimentanlagen mit adäquater Messtechnik aufgebaut, die inzwischen auch von der Industrie nachgefragt werden. So werden zunehmend zahlreiche anwendungsorientierte Projekte zu aerodynamischen und strömungstechnischen Themen in enger Kooperation mit der Industrie bundesweit (z.B. im Rahmen von AIF, ZIM, FVV) durchgeführt. Dies schließt insbesondere auch bilaterale Kooperationsprojekte mit regionalen Firmen ein, wie z.B. Vattenfall Europe (theoretische und numerische Auslegung und Optimierung von Energiespeichersystemen), HKW Cottbus, (Optimierung von Kohletransport im Kraftwerksprozess), SGW Werder Filtertechnik (Optimierung von Filteranlagen für Bahntechnik) oder DB Cottbus (Optimierung der Abgasführung). Die Abbildungen 1 und 2 geben einen Überblick über die aktuellen Forschungsthemen des LAS und des LTA.

Das Anwendungszentrum soll als zentraler regionaler Ansprechpartner für fluiddynamische Untersuchungen in der Energietechnik die Anzahl der Projekte, insbesondere die Kooperationsvorhaben mit der regionalen Industrie maßgeblich weiter erhöhen und damit auch den Technologietransfer in die Region nachhaltig sicherstellen. Einen vergleichbaren Standort in Brandenburg gibt es nicht; die nächsten wissenschaftlichen Einrichtungen mit ähnlicher Ausstattung jedoch anderen Forschungsschwerpunkten sind an der TU Berlin und der TU Dresden zu finden. Fachwissenschaftlich ähnliche Zentren gibt es an den Universitäten Bremen, Erlangen und Karlsruhe sowie Twente in den Niederlanden.

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