SimTech-Projekt: Kopplung von Mikro- und Makromodellen für komplexe Strömungs- und Transportprozesse in biologischen Geweben

Die Interaktion einer freien Strömung mit einem porösen Medium wird durch die Prozesse an der Grenzfläche dominiert. Transferflüsse von Masse, Energie und Impuls treiben Prozesse wie Verdunstung aus Böden, Wassermanagement in Brennstoffzellen oder Medikamententransport im Körper. Je nach Anwendung findet die Interaktion über eine Grenzfläche oder eine Grenzschicht statt. Besonders komplex sind diese gekoppelten Prozesse, wenn Gebiete mit unterschiedlichen Fließzuständen und einer unterschiedlichen Anzahl von Phasen zusammentreffen. Ein Modell zur Kopplung einer freien Strömung (eine Phase, beliebig viele Komponenten) und einem porösen Medium (zwei Phasen, beliebig viele Komponenten) wird entwickelt und dann um Tropfenbildung auf der porösen Oberfläche erweitert. So können die Transferprozesse zwischen den Gebieten aufgelöst werden.In der ersten Projektphase wird das gekoppelte Modell zur Beschreibung von Medikamententransport zwischen kapillaren Blutgefäßen und umliegendem Gewebe über die Kapillarwand verwendet. Im Folgenden wird die Tropfenbildung in Gaskanälen von Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzellen untersucht, um das Wassermanagement zu verbessern.

Helmig, Rainer

Baber, Katherina

LH2

06/2009 - 05/2014

Stuttgart Research Centre for Simulation Technologyund Exzellenzcluster "Simulation Technology" (SimTech)