Projekte

DFG-Schwerpunktprogramm MetStröm:

Teilprojekt "Analyse und numerische Simulation von Stratocumulus Wolken"

Konvektion in flachen Cumuluswolken und in Stratocumulus spielt sowohl für das Wetter als auch das Klima eine große Rolle. Jüngste Arbeiten deuten darauf hin, dass die unterschiedliche Darstellung dieser Wolken der entscheidende Grund für Differenzen in Klimasensitivitätsstudien ist. Leider ist unser Verständnis dieser Wolken sehr limitiert. Dies ist zum Teil auf die begrenzten Möglichkeiten zurückzuführen, diese Wolken mit großer Genauigkeit zu simulieren. Das übergeordnete Ziel dieses  interdisziplinären Projektes ist, die Expertise aus Numerik, Strömungsmodellierung und Turbulenztheorie zu vereinen, um eine vernünftige Darstellung von Stratocumulus Wolken in Klimamodellen und anderen Formen großskaliger Modelle zu entwickeln.

BMBF-Initiative GeoEn:

Teilprojekt "Mehrskalenmodellierung von CO2 Hochdruckströmungen unter Berücksichtigung der Mehrphasendynamik"

In diesem Projekt soll die Dynamik einer turbulenten CO2-Strömung mit erheblichen Dichteschwankungen untersucht werden. Große Dichtevariationen können sich sowohl in einem rein superkritischen Fluid als auch in einer Mehrphasen/Mehrkomponenten-Strömung ausbilden. Mit Hilfe eines stochastischen Mehrskalen-Turbulenzmodelles soll in diesem Projekt der Impuls-, Stoff-, und Wärmetransfer unter verschiedensten Umgebungsbedingungen untersucht werden. Ziel ist es, mit den erzielten Ergebnissen Parametrisierungen für mesoskalige und großskalige Transport-Modelle zu verbessern bzw. zu generieren. Das Vorhaben soll einen Beitrag zum Verständnis der CO2-Dynamik in Strömungen und damit zur besseren Modellierung der CO2-Transportkette leisten. Das Projekt hat durch die Modellierung von Mehrskaleneffekten Querschnittscharakter im Verbundprojekt GeoEn.

EFRE-Projekte:

„Einsatz elektrohydrodynamisch getriebener Strömungen zur erweiterten Nutzung von Elektroabscheidern"


Das Innovationsvorhaben zur Verbesserung nachhaltiger Umweltschutzmaßnahmen z
ielt darauf ab, die bislang entkoppelte Prozessschritte bei Gasreinigungssystemen aus der Energie- und Anlagentechnik zusammenzuführen. Elektroabscheider sind weit verbreitet im Einsatz um Abgase von Stäuben bzw. Aerosolen zu befreien, oder um Wertprodukte aus Gasströmungen abzuscheiden. Die in Elektroabscheidern prinzipbedingt vorhandenen elektro­­hydro­dyna­mischen Strömungen sollen systematisch nun genutzt werden, um gleichzeitig Aufgaben des Wärme- und Stoffaustauschs zu lösen. Ein solcher Elektroabscheider mit Zusatznutzen soll somit in der Lage sein, neben der Staub- oder Produktabscheidung zugleich die Aufgaben eines Wärmeübertragers und/oder einer Gaswäsche zu erfüllen. Damit können entsprechende Anlagen wesentlich kompakter und kostengünstiger errichtet und wirtschaftlicher betrieben werden. Dies betrifft insbesondere Anlagen zur energetischen Nutzung von Biomasse, Braunkohle und Sekundärbrennstoffen, aber auch zahlreiche Produktionsprozesse der chemischen Industrie und der Nahrungs­mittelerzeugung, z.B. die Sprühtrocknung.

Um diese Zielsetzung langfristig zu erreichen, sollen im Rahmen der beantragten EFRE-StaF-Förderung zunächst die wissenschaftlichen Grundlagen erarbeitet werden, die eine fundierte Auslegung solcher Elektroabscheider mit erweiterter Nutzung erlauben.

„Simulation von Windkraftanlagen"

Die Erforschung regenerativer Energiequellen ist nach dem beschlossenen Ausstieg aus der Atomkraft wichtiger denn jemals. Alternative Techniken wie Solarkraft, Biogasanlagen oder die Windkraft müssen kurz-und mittelfristig in hybrider Weise in das Energieportfolio Brandenburgs integriert werden. Im Bereich Windkraft gibt es in deutschland seit ca. 10 Jahren vielversprechende Initiativen. Als vorbildhaft sollte die Forschungsinitiative der Universitäten Hannover, Oldenburg und Bremen, ForWind, angesehen werden. Das EFRE-Projekt Simulation von Windkraftanlagen soll einen wichtigen ersten Schritt zu vergleichbaren Aktivitäten in Brandenburg darstellen.

„Simulation von Konvektion in Technik und Umwelt"

In diesem Projekt, welches von der Europäischen Union über den europäischen Fonds für regionale Entwicklung gefördert wird, sollen (reaktive) Strömungen mittels stochastischer Turbulenzmodelle simuliert und anhand von Experimenten und direkten numerischen Simulationen validiert werden.

Graduiertenklassen & Forschungs-Cluster der BTU

Teilprojekt Stochastische Modellierung turbulenter Strömungenim Cluster „Stochastische Methoden für Strömungs- u. Transportvorgänge“, welches wiederum Teil derGraduate Research School (GRS) der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus–Senftenberg ist:

Das Projekt hat experimentelle und numerische Untersuchungen zur turbulenten Plattengrenzschicht bei hohen Reynolds-und kleinen Mach-Zahlen zum Ziel. Während der vergangenen Jahre ist das Interesse an Beobachtung und Verständnis großräumig organisierter turbulenter Strukturen, die große und sehr große Strukturen und Bewegungen erzeugen, massiv gestiegen. Eine solide Definition ihrer Art und das Verständnis ihrer Entstehung sowie ihre Skalierung sind aber bis heute unklar. Typische Systeme, in denen diese Strukturen beobachtet werden, sind die ebene Kanalströmung, die Rohrströmung oder eben die ebene Plattengrenzschichtströmung. Dieser Antrag fokussiert deshalb auf Klärung der Natur und Herkunft dieser Strukturenund charakterisiert und identifiziert sie in quantitativer Weise. Gleichzeitig ist die Kontrolle und mögliche Beeinflussung diese Soperstrukturen und ihrer Dynamik sehr wichtig für viele technische Anwendungen wie beispielsweise die Reduzierung des Reibungswiderstandes bei Schiffen und Tragflügeln von Flugzeugen, Eine Möglichkeit der Kontrolle stellt das gleichmäßige Mikro-Ausblasen zur Beeinflussung einer turbulenten Grenzschicht dar. Im Rahmen des interdisziplinären Projekts mit dem LAS werden Experimente und numerische Simulationen mit ODT-Methoden sehr eng verzahnt miteinander durchgeführt.

Teilprojekt „Simulation der Ausbreitung von Schadstoffen in der unteren Atmosphäre" der Graduiertenklasse Energie

In diesem Projekt, welches vom BMBF und der BTU Cottbus gefördert wird, soll der turbulente Transport von Schadstoffen in der unteren Atmosphäre nach untersucht werden.

Zentrum für Strömungs- und Transportvorgänge (CFTM2)

 

Der Lehrstuhl  Numerische Strömungs- und Gasdynamik ist Mitglied in dem fakultätsübergreifenden  Zentrum für Strömungs- und Transportvorgänge (CFTM2).

Das Zentrum beschäftigt sich mit der Modellierung und messtechnischen Erfassung von komplexen Strömungs- und Transportvorgängen in Natur und Technik, mit dem dabei stattfindenden Transport von Partikeln (Stäuben, Tropfen, Blasen), dem Austausch von Impuls, Wärme und Stoffen, den ggf. überlagerten chemischen Reaktionen sowie mit der Entstehung von Kräften, Lärm und Schwingungen ist eine Schlüsselkompetenz für die verschiedensten Fachgebiete.

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