Strömungsmechanik

Flüssigkeitsströmungen sind in den Ingenieurswissenschaften und in der Natur allgegenwärtig. Diese jedoch exakt vorherzusagen, ist trotz jahrhundertelanger Forschung nach wie vor eine Herausforderung. In unserem Fachgebiet untersuchen wir die Dynamiken von Strömungen, indem wir Theorie, Computersimulation und Laborexperimente sowohl unter terrestrischen Bedingungen als auch in der Schwerelosigkeit zusammenbringen. Unser Fokus richtet sich dabei auf Turbulenzen und Mehrphasenströmungen sowie auf Zündungs- und Verbrennungsvorgänge, die Akustik und Antriebssysteme. Die Ergebnisse unserer Grundlagenforschung übertragen wir auf technische Prozesse, um diese besser zu kontrollieren, zu optimieren oder gar neu zu entwickeln. Von besonderem Interesse sind hierbei Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, wie z.B. Gasturbinen oder die Handhabung von tiefkalten Flüssigkeiten, wie sie in Oberstufen von Trägerraketen verwendet werden.

Forschungsgruppen

Die Arbeitsgruppe Mehrphasenströmung untersucht strömungsmechanische Fragestellungen unter der Berücksichtigung des Wärme- und Stofftransports bei freien Oberflächen. Gesucht wird nach Lösungen für die Geschwindigkeit, die Temperatur, das Konzentrationsfeld und den Druck. Die Ergebnisse werden vom Labormaßstab auf reale Anwendungen hochskaliert. Freie Oberflächen können Krümmungen aufweisen, die den Druck im System beeinflussen.Weitere Informationen finden Sie hier in englischer Sprache -mehr...

Die Dynamiken von flüssigen Strömungen spielen bei zahlreichen Naturphänomenen eine wichtige Schlüsselrolle und bestimmen auch im Bereich der Ingenieurswissenschaften die Effizienz vieler Prozesse. Flüssigkeiten können sehr gleichmäßig fließen, so wie sich Blut in kleinen Kapillargefäßen verhält. Doch ebenso können Strömungen turbulent, aufsteigend und fallend sein, wie es bei Luftverwirbelungen an Flugzeugtragflächen beobachtet werden kann. Für technische Anwendungen ist die quantitative Voraussage über das Verhalten von Strömungen daher von essentieller Bedeutung. Genau dieser Herausforderung widmet sich die Forschungsgruppe und führt Computersimulationen geeigneter Modelle zum Flüssigkeitstransport durch. - Weitere Informationen finden Sie hier in englischer Sprache - mehr...

Die Arbeitsgruppe Verbrennungstechnologie widmet sich der anwendungsbezogenen Grundlagenforschung. Um die Entwicklung zukünftiger Gasturbinen für Luftfahrtantriebe und Kraftwerke zur Stromerzeugung voranzutreiben, die den Treibstoff möglichst emissions- und schadstoffarm verbennen, untersuchen wir das Selbstzündungsverhalten von einzelnen Kraftstofftropfen und -sprays bei hohen Temperaturen und Drücken. Eine wichtige - jedoch nicht die einzige - Methode zur Beantwortung unserer Forschungsfragen sind Experimente unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit. - Weitere Informationen finden Sie hier in englischer Sprache - mehr...

Bewegungen mit verschieden Größenordnungen werden traditionell in unterschiedlichen Disziplinen behandelt. Dies wird in der Erforschung von Fluid-Strömungen und Wärmetransport deutlich: "Molekulardynamik" befasst sich mit der mikroscopischen Bewegung von Fluid-Atomen und -Molekülen; Kontinuierliche Fluide, die aus einer großen Menge an Atomen und Molekülen bestehen, werden in der "Fluidmechanik" behandelt; Das Verhalten von Strömungen und Wärmeübergängen innerhalb großer Systeme, wie z.B. innerhalb einer Gasturbine, wird gewöhnlich mit "Werkzeugen" aus der "Thermodynamik" bewertet.mehr...

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