DFG project G:(GEPRIS)131808835

SPP 1506: Fluide Grenzflächen

CoordinatorProfessor Dr. Dieter Bothe ; Professor Dr. Arnold Reusken
Grant period2010 - 2019
Funding bodyDeutsche Forschungsgemeinschaft
 DFG
IdentifierG:(GEPRIS)131808835

Note: In mehrphasigen Prozessen ist die Phasengrenzfläche von herausragender Bedeutung für die Effektivität und Effizienz dieser Prozesse. Dabei spielen geometrische Eigenschaften wie Lage und Form der Grenzfläche, physikalische Eigenschaften wie Grenzflächenspannung und -zähigkeiten sowie physiko-chemische Eigenschaften eine wesentliche Rolle. Die Eigenschaften der Grenzfläche beeinflussen wiederum die Transportvorgänge an und über die Phasengrenzfläche. Die Bedeutung der Grenzflächen steigt mit zunehmender spezifischer Fläche. Daher kommt insbesondere auf kleinen Längenskalen, die z.B. aktuell in der Mikroverfahrenstechnik genutzt werden, dem Einfluss der Grenzflächen eine noch größere Bedeutung zu. Zur Intensivierung solcher Prozesse ist ein tiefer gehendes Verständnis notwendig, das über eine qualitative Beschreibung deutlich hinausgeht. Insbesondere zur Optimierung sind valide quantitative Aussagen erforderlich. Dazu sind die verwendeten Modelle hinsichtlich der eingebauten physiko-chemischen Phänomene zu erweitern und zu verbessern (multiphase und multiphysics), hinsichtlich ihrer mathematischen Eigenschaften zu analysieren, numerisch zu lösen und in ihrem Gültigkeitsbereich abzuschätzen. Im Schwerpunktprogramm sollen insbesondere (1) zusätzliche physikalische und physiko-chemische Phänomene modellmäßig erfasst und numerisch behandelt werden; (2) über mathematische Analysen mehr Verständnis für die auftretenden Modelle und dadurch für die modellierten Prozesse und die wirksamen Mechanismen erzielt werden; (3) über mathematische Analysen mehr Rigorosität in die Simulation von Zweiphasenströmungen eingebracht werden. Diese Aufgabenstellungen liegen an den Schnittstellen zwischen Modellierung, Analysis und Numerik und werden durch eine starke Interdisziplinarität gekennzeichnet, wie sie im Rahmen eines Schwerpunktprogramms zu erreichen ist. Von den grundlagenorientierten Forschungsarbeiten zur Realisierung der für die Laufzeit des Schwerpunktprogramms angestrebten Ziele werden längerfristig kräftige Impulse in Richtung mehr anwendungsorientierter Forschungsthemen ausgehen, z.B. (1) bei Fragen der Optimierung/Redesign von Grundoperationen der Verfahrenstechnik wie Extraktion, Rektifikation, Emulgieren etc., (2) bei der Modellierung und Steuerung von Mehrphasenreaktoren z.B. in der chemischen Verfahrenstechnik, (3) der Modellierung, Optimierung und Steuerung neuer Prozesse in der Mikroverfahrenstechnik, etwa "Lab-on-a-Chip“-Prozesse, (4) der Oberflächenbeschichtung und -vergütung, (5) der Modellierung, Optimierung und Steuerung des Transports von Fluiden bei Mikro-Gravitation.
   

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 Record created 2023-02-02, last modified 2024-09-27



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