Open Source Analyse von mehrphasigen, kompressiblen Strömungen

Die Untersuchung von kompressiblen und mehrphasigen Strömungen ist eine Herausforderung. Die experimentelle Erfassung der Strömung ist aufgrund des hohen Dichteunterschiedes oft schwierig. Die Simulation solcher Strömungen stellt ebenfalls eine Herausforderung dar, da man die Phasengrenze sowie den Impulsaustausch genau abbilden muss. In dieser Arbeit werden schnelle, mehrphasige Strömungen im sowohl Labor- als auch Industriemaßstab simulativ und experimentell untersucht. Dazu wurde ein kompressibler, mehrphasiger Solver in OpenFOAM® entwickelt. Der Solver ist parallelisierbar, womit die benötigte räumliche und zeitliche Auflösung bei akzeptabler Rechenzeit gewährleistet wird. Der Tropfenzerfall in Überschallströmungen wird auf das Erfordernis der dreidimensionalen expliziten Turbulenzmodellierung untersucht, was in der Literatur bis jetzt vernachlässigt wurde. Der Tropfenzerfall in Unterschallströmungen wird experimentell untersucht, wobei Experimente auch simulativ analysiert werden, um den Vorgang im Detail zu verstehen. Anschließend werden zusätzliche Themengebiete analysiert, die Mehrphasenströmungen bei hohen Geschwindigkeiten beinhalten.