- Projektbeschreibung
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Für zahlreiche industrielle Anwendungen werden Modelle zur Simulation von gekoppelten Systemen bestehend aus einem porösen Medium und einer freien Strömung erstellt. Bei einigen dieser Anwendungen spielt die Tropfenbildung an der Grenzfläche der beiden unterschiedlichen Strömungsbereiche eine entscheidende Rolle und sollte im Modell berücksichtigt werden.
Verschiedene Ansätze, um die Prozesse an der Grenzfläche wiederzugeben werden innerhalb dieses Projekts untersucht.Ziel ist, eine möglichst genaue Beschreibung der Tropfenbildung und -bewegung zu entwickeln. Hierzu wird zuerst die Übergangszone zwischen freier Strömung und porösem Medium im Detail untersucht. Ausgangspunkt ist ein gekoppeltes Modell, das die tiefgreifenden mikroskaligen Prozesse an der Grenzfläche wiedergibt.Anschließend werden die Auswirkungen der Tropfen auf der Porenskala in einem Upscaling-Prozess auf ein gemitteltes makroskaliges Modell übertragen, um reale Szenarien auf großen Skalen technisch zu ermöglichen.
Das Projekt wird im Rahmen des internationalen Graduiertenkollegs "Technologien für Tropfeninteraktionen" (DropIT) in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Universität Bergmao bearbeitet. Das Graduiertenkolleg forscht in den Bereichen Tropfen-Gas-Interaktion, Tropfen-Wand-Interaktion und Tropfen-Flüssigkeit-Interaktion, um mit den gewonnenen Erkenntnissen zum Beispiel industrielle Prozesse verbessern zu können. - Leiter*innen
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Jun.-Prof. Dr. Carina Bringedal
Prof. Dr.-Ing Rainer Helmig
Prof. Dr.-Ing Maurizio Santini (Universität Bergamo) - Bearbeiter*innen
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Dr.-Ing. Sina Ackermann (2016-2019)
Dr.-Ing. Maziar Veyskarami (2020-2023)
Anna Mareike Kostelecky (M.Sc.) - Abteilung
- Partner
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Universität Bergamo
- Zeitraum
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10/2016 - 09/2025
- Weitere Informationen
- Finanzierung
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Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Publikationen
Zeitschriftenartikel
- Kostelecky, A. M., Stefansson, I., Bringedal, C., Ghosh, T., Dahle, H. K., & Helmig, R. (2026). Local Thermal Non-equilibrium Models in Porous Media: A Comparative Study of Conduction Effects. Transport in Porous Media, 153, Article 5. https://doi.org/10.1007/s11242-026-02305-5
- Grether, S., Kostelecky, A. M., Kiemle, S., Schneider, M., & Helmig, R. (2026). A Dual-Continuum Approach for Precipitated Salt in Porous Media: Accounting for Coupled Transport Processes. Transport in Porous Media, 153, Article 4. https://doi.org/10.1007/s11242-026-02302-8
- Veyskarami, M., Bringedal, C., & Helmig, R. (2024). Modeling and Analysis of Droplet Evaporation at the Interface of a Coupled Free-Flow--Porous Medium System. Transport in Porous Media. https://doi.org/10.1007/s11242-024-02123-7
- Veyskarami, M., Michalkowski, C., Bringedal, C., & Helmig, R. (2023). Droplet Formation, Growth and Detachment at the Interface of a Coupled Free-FLow--Porous Medium System: A New Model Development and Comparison. Transport in Porous Media, 149, 389–419. https://doi.org/10.1007/s11242-023-01944-2
- Ackermann, S., Fest-Santini, S., Veyskarami, M., Helmig, R., & Santini, M. (2023). Experimental validation of a coupling concept for drop formation and growth onto porous materials by high-resolution X-ray imaging technique. International Journal of Multiphase Flow, 160. https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2022.104371
- Michalkowski, C., Veyskarami, M., Bringedal, C., Helmig, R., & Schleper, V. (2022). Two-phase Flow Dynamics at the Interface Between GDL and Gas Distributor Channel Using a Pore-Network Model. Transport in Porous Media, 144, Article 2. https://doi.org/10.1007/s11242-022-01813-4
- Ackermann, S., Bringedal, C., & Helmig, R. (2021). Multi-scale three-domain approach for coupling free flow and flow in porous media including droplet-related interface processes. Journal of Computational Physics, 429, 109993. https://doi.org/10.1016/j.jcp.2020.109993
Datensätze
- Kostelecky, A. M. (2025, March). DuMuX code for dual network for: “Local Thermal Non-Equilibrium Models in Porous Media: A Comparative Study of Conduction effects” [DaRUS]. https://doi.org/10.18419/DARUS-4781
- Kostelecky, A. M. (2025, March). Replication Data for: “Local Thermal Non-Equilibrium Models in Porous Media: A Comparative Study of Conduction effects” [DaRUS]. https://doi.org/10.18419/DARUS-4782
Kontakt
Rainer Helmig
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. h.c.Professor Emeritus
Sina Ackermann
Dr.-Ing.Weggang im Oktober 2023
Maziar Veyskarami
Dr.-Ing.wissenschaftlicher Mitarbeiter