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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Forschung:

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Modellierung und Analyse der Bewegung von Fluid-Fluid Interfaces in porösen Medien gekoppelt mit einer freien Strömung
Projektleiter:Prof. Dr.-Ing. Rainer Helmig
Stellvertreter:Dr.-Ing. Holger Class, Prof. Dr. Insa Neuweiler
Wissenschaftliche Mitarbeiter:Dipl.-Ing. Klaus Mosthaf
Projektdauer:1.11.2008 - 30.10.2011
Finanzierung:Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), externer Link www.dfg.de, Teilprojekt P7 in der internationalen Forschergruppe: Multi-Scale Interfaces in Unsaturated Soil - Towards quantitative prediction of terrestrial mass and energy fluxes (MUSIS)
Projektpartner:Leibniz Universität Hannover, Technische Universität Braunschweig, Forschungszentrum Jüich, ETH Zürich, UFZ Halle Leipzig
Kommentar:Teilprojekt der internationalen DFG-Forschergruppe "Multi-Scale Interfaces in Unsaturated Soil - Towards quantitative prediction of terrestrial mass and energy fluxes", www.musis.uni-stuttgart.de (wird momentan erstellt!!!)

Dieses Projekt gehört zum Forschungsschwerpunkt:
Modellkopplung und komplexe Strukturen


Zusammenfassung:

Wenn ein Fluid in ein poröses Medium infiltriert oder ein poröses Medium trocknet, können die unterschiedlichen treibenden Kräfte des Infiltrations- oder Evaporationsprozesses zu einem instabilen Anwachsen des Fluid-Gas Interfaces oder zu einem selbst-stabilisierenden Verhalten der Front führen. Bei heterogenen porösen Medien hat die Strukur des Mediums einen starken Einfluss auf die Frontstabilität. Außerdem können die an der Grenze zwischen ungesättigter Zone und Atmosphöre auftretenden Prozesse das Infiltrations- und Evaporationsverhalten und das Strömungsbild stark beeinflussen.

In diesem Projekt konzentrieren wir uns sowohl auf die Modellierung und Analyse von Infiltrations- und Evaporationsfronten in ungesättigten porösen Medien, als auch auf die Bewegung und Stabilitötseigenschaften der Interfaces zwischen Wasser und Gas. Wir möchten das Verhalten von Fluidfronten an den Grenzflächen verschiedener poröser Materialien analysieren. Damit beabsichtigen wir, die Beziehung zwischen geometrischen Struktureigenschaften des heterogenen Mediums und der Bewegung von Fluid-Gas Interfaces zu quantifizieren. Ein wichtiges Ziel dabei ist es, ein numerisches Modell zu entwickeln und zu verbessern, mit dem die komplexen Prozesse auf der Laborskala nachgebildet werden können. Dabei wird ein Schwerpunkt speziell auf der Approximation des Interfaces zwischen porösem Medium und Atmosphäre (freie Strömung) liegen. Das validierte numerische Modell wird zu einem späteren Zeitpunkt für die Simulation einer Reihe von Infiltrations- und Evaporationsvorgängen verwendet.