Untersuchung der Stabilität und der Entstehung zwei- und dreidimensionaler-welliger Strömungsstrukturen unter dem Einfluss thermokapillarer Kräfte und elektro-magnetischer Felder

  Simulation welliger Rieselfilm WSA

In der ersten Projektphase konnten verschiedene Instabilitäten drei-dimensionaler welliger Strömungsstrukturen gegenüber dem Einfluss elektrischer Felder identifiziert werden. Hier hat sich gezeigt, dass die Oberflächenkraft, hervorgerufen durch das elektrische Feld, sehr gut dazu geeignet, ist dem Rieselfilm definierte Störungen aufzuprägen und die entstehenden Instabilitäten detailliert zu beobachten.

In der Fortsetzung dieses Forschungsvorhabens sollen sowohl weitere experimentelle Untersuchungen als auch direkte numerische Simulationen drei-dimensionaler Rieselfilme unter dem Einfluss elektrischer Oberflächenkräfte durchgeführt werden um die Modellbildung zu unterstützen und bestehende Modelle zu validieren.

Daher wurde mit dem Labor für Theoretische Thermophysik, Forschungsinstitut für Thermophysik, Sibirische Abteilung der Russischen Akademie der Wissenschaften (LTT, ITP SB RAW, Prof. Dr. O. Yu. Tsvelodub) die Fortführung des gemeinsamen Untersuchungsprogramms im Rahmen der Vereinbarung der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit der Russischen Stiftung für Grundlagenforschung abgestimmt.

Vom deutschen Projektpartner (Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung der RWTH Aachen) sollen die experimentellen und numerischen Untersuchungen durchgeführt werden. Auf Seiten des russischen Kooperationspartners ist die Generalisierung zwei-dimensionaler ``Long-Wave''-Modelle auf drei-dimensionale Filmströmungen unter Berücksichtigung des elektrischen Feldes geplant.

Auf Grund der unterschiedlichen methodischen Herangehensweise ergänzen sich die Untersuchungen beider Forschungsstellen. Somit kann ein tiefergehendes Verständnis der auftretenden Phänomenologie erlangt werden, was die Erstellung vereinfachter Modelle zur Vorhersage der Wellendynamik ermöglicht.

 

Projektdetails

Mitarbeiter

Projektlaufzeit

01/2013 – 12/2014

Gefördert durch

  • Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Kooperationspartner

  • Labor für Theoretische Thermophysik, Forschungsinstitut für Thermophysik, Sibirische Abteilung der Russischen Akademie der Wissenschaften (LTT, ITP SB RAW, Prof. Dr. O. Yu. Tsvelodub)

Infrastruktur

  • HPC-Cluster
  • Konfokales Schichtdickenmessgerät
  • Integrales Grenzschichtmodell