Modellierung und Simulation reaktiver Mehrphasenströmungen, Fortschritt und (ein wenig) Risiko

Mehrphasenströmungen spielen eine große Rolle sowohl in unserem Alltag (z.B. Küche, Wetter, etc.), als auch in vielen technischen Anwendungen. Im Fall der Verfahrenstechnik und der Energieumwandlung sind diese Mehrphasenströmungen in der Regel turbulent und reaktiv, z.B. bei Antrieben im Straßen-, Luft- und Schiffsverkehr, sowie in vielen kraftwerkstechnischen Systemen. Aktuell ist die Grundlage dieser Systeme in den allermeisten Fällen die Verbrennung zumeist fossiler Brennstoffe, mit den bekannten Nachteilen der fehlenden Nachhaltigkeit, Schadstoffemissionen und klimatischen Auswirkungen. Neben dem starken Ausbau erneuerbarer Energiequellen muss die Energiewirtschaft der Zukunft deshalb zunehmend kohlenstoffneutrale und -freie Brennstoffe zur emissionsarmen Energiefreisetzung verwenden und gleichzeitig die stark schwankende Wind- und Solarenergie speicher- und transportierbar machen. In diesem Kontext wird sich der Vortrag mit der numerischen Modellierung und Simulation reaktiver Mehrphasenströmungen beschäftigen, da deren Modellierung sowohl systematische Studien der grundlegenden physikalischen und chemischen Zusammenhänge zulässt, als auch die Entwicklung neuer technischer Systeme unterstützen kann. Der Vortrag beginnt mit einer kurzen Einführung in die numerische Strömungssimulation, die Turbulenzmodellierung und die Simulation reaktiver Systeme. Im Anschluss werden einige Risiken besprochen, die ggf. zu unzuverlässigen Simulationsergebnissen führen können. In der Folge werden beispielhaft Modellansätze für verschiedene reagierende Strömungssysteme aufgezeigt und aktuelle Ergebnisse der Modellierung präsentiert.