ISBN 978-3-8439-5478-5

978-3-8439-5478-5, Reihe Ingenieurwissenschaften

Anna Schwarz
High-fidelity particle tracking and impact-induced deformations

181 Seiten, Dissertation Universität Stuttgart (2024), Hardcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Die Approximation von kompressiblen, partikelbeladenen Strömungen stellt aufgrund der komplexen Interaktion der Teilchenphase mit einer möglicherweise instationären, turbulenten Grundströmung eine Herausforderung dar. Darüber hinaus erschweren die stark nichtlineare Wechselwirkung beider Phasen und die wahrscheinliche Oberflächenverformung aufgrund eintreffender Partikel in möglicherweise beweglichen Geometrien experimentelle Untersuchungen. Numerische Simulationen sind daher von unschätzbarem Wert, um einen Einblick in den Mehrskalencharakter der Strömung und deren nichtlinearen Wechselwirkung mit der Partikelphase zu erhalten.

Das Ziel dieser Arbeit ist die Quantifizierung möglicher Fehlerquellen, die Bewertung der Fähigkeit aktueller Modellansätze und die ersten Schritte in Richtung eines numerischen Tools zu unternehmen, welches in der Lage ist, partikelinduzierte Wandverformungen zeitlich genau vorherzusagen. Die Kopplung beider Phasen erfolgt mit Hilfe des Euler-Lagrange Ansatzes und der Arbitrary-Lagrangian-Eulerian Ansatz wird verwendet, um das Rechengitter basierend auf Teilcheneinschlägen zu verformen.