Modellierung und Analyse von Fluid-Fluid-Interface-Bewegungen in porösen Medien gekoppelt mit turbulenter freier Strömung

Für viele Umwelt- und technische Fragestellungen gilt es, Strömung in porösen Medien mit der freien Strömung zu koppeln. Ein Beispiel ist die Simulation von Evaporationsprozessen in ariden Gebieten. Die beteiligten physikalischen Prozesse verlaufen stark unterschiedlich in Raum und Zeit. In der freien Strömung ist turbulentes Verhalten zu erwarten, in dem kleinskalige Effekte in hoher Geschwindigkeit auftreten. Im Gegensatz dazu gilt es, die weitaus langsameren Strömungsprozesse im porösen Medium abzubilden.

Im Rahmen dieses Projekts sollen Strategien entwickelt werden, die ein schrittweises Entkoppeln der beiden unterschiedlichen Kompartimente in Raum und Zeit erlauben. Es ist zum Beispiel angedacht, die räumlichen Diskretisierungen der beiden Lösungsgebiete mit Hilfe eines Mortar-Ansatzes zu koppeln, das unterschiedlich aufgelöste Gitter am Interface ermöglicht. Die Zeitapproximation soll mit Hilfe einer adaptiven Zeitdiskretisierung entkoppelt werden. Ein wichtiges Ziel ist die Erhöhung der Effizienz und der Robustheit des Lösungsalgorithmus durch einen neuen, sequentiellen Kopplungsansatz.

Helmig, Rainer
Flemisch, Bernd

Grüninger, Christoph

LH2

Von: 01.08.2011

Bis: 31.07.2016