Forschung Fachgebiet Strömungsmechanik

Schwerpunkte

In der Forschung liegt der Schwerpunkt in der Modellierung von Strömungsvorgängen und deren numerische Umsetzung sowie experimentellen Validierung unter besonderer Berücksichtigung der Anwendungen. Dabei stehen Transportvorgänge in Apparaten des Maschinenbaus, der Verfahrenstechnik und des Chemieingenieurwesens im Vordergrund:

  • Numerische Simulation der Strömung und des Temperaturfelds viskoser und viskoelastischer Kunststoffschmelzen in Extrudern

  • Modellierung, Simulation und experimentelle Untersuchungen von Mischvorgängen in Rührapparaten und statischen Mischern

  • Rheologische Charakterisierung von hochviskosen Flüssigkeiten

  • Optimierung der Wärmeabfuhr in Kühlkörpern und elektronischen Bauteilen

  • Analyse der Transportvorgänge bei Strömungen mit freier Oberfläche

  • Fluid-Struktur-Interaktion

  • Aerodynamische Strömungsuntersuchungen

  • CFD-Berechnungsprogramme auf Basis Finite-Volumen-Verfahren

Ausstattung

Das Fachgebiet verfügt über ein Laboratorium mit entsprechendem Personal, in dem grundlegende Experimente für Lehre und Forschung durchgeführt werden können. Neben den üblichen Messgeräten zur Messung von Geschwindigkeiten, Drücken und Temperaturen steht folgende apparative Ausstattung zur Verfügung:

  • Rotationsrheometer zur Materialcharakterisierung von Flüssigkeiten (Scherviskosität, Dehnviskosität, Speicher- und Verlustmodul, Normalspannungsdifferenzen)  /  Temperaturbereich: bis 600°C / Druckbereich: bis 120 bar

  • Windkanal Göttinger Bauart (Messstreckenquerschnitt: 0,2m², Strömungsgeschwindigkeit bis 55 m/s)  /  Bestimmung aerodynamischer Kräfte (bis 95 N) und Momente (bis 50 Nm)  /   Strömungsvisualisierung  /  Druckverteilung auf umströmten Oberflächen

  • Versuchsextruder ZSK 58 für Modellflüssigkeiten (isotherm, Viskositäten bis 300 Pas)  /  Laborschnecke für Kunststoffschmelzen

  • Rechnerausstattung zur Durchführung von Programmentwicklungen und Parameterstudien  /  PC-Cluster  /  Workstation

  • CFD-Berechnungsprogramme auf Basis Finite-Volumen-Verfahren

Im Bereich der fachlichen Ausrichtung besteht das Interesse zur Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen und der Industrie. Dies kann sowohl im Rahmen von Studien- und Diplomarbeiten als auch durch Gutachten geschehen. Das Fachgebiet verfügt insbesondere über langjährige Erfahrungen in der numerischen Simulation von Innenströmungen viskoser und viskoelastischer Flüssigkeiten.