SFB 1313, A02: Modellkonzepte für gekoppelte freie Strömungen mit Strömungen in porösen Medien

Lehrstuhl für Hydromechanik und Hydrosystemmodellierung

Forschungsprojekt A02 im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1313 "Grenzflächengetriebene Mehrfeldprozesse in porösen Medien – Strömung, Transport und Deformation" gefördet durch Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 327154368

Projektbeschreibung

Austauschprozesse an der Grenzfläche zwischen freien Strömungen und Strömungen in porösen Medien treten in vielfältiger Weise bei umweltrelevanten, technischen und biomechanischen Systemen auf. Die primären Ziele dieses Projekts sind (i) eine umfangreiche Analyse zur Verbesse­rung des theoretischen Verständnisses, (ii) die Entwicklung von Lösungsansätzen, die Mehrphasen­strömungs- und Transportvorgänge einschließen, und (iii) die Untersuchung des Einflusses der grenzflächenbedingten Vorgänge sowohl auf die Strömungen im porösen Medium als auch auf die freie Strömung für unterschiedliche Applikationen.

Weitere Informationen zum Forschungsprojekt

Leiter

Prof. Dr.-Ing. Weigand, Bernhard
Prof. Dr.-Ing. Rainer Helmig (Co-Applicant)

Bearbeiter

Anna-Mareike Kostelecky (M. Sc.)
Markus Vogler (M. Sc.)

Abteilungen

LH2 und ITLR

Zeitraum

01/2018 - 12/2029

Finanzierung

Projektbezogene Veröffentlichungen

  1. Zeitschriftenartikel

    1. 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
    2. 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
    3. Ghosh, T., Bringedal, C., Rohde, C., & Helmig, R. (2025). A phase-field approach to model evaporation from porous media: Modeling and upscaling. Advances in Water Resources, 199, 104922. https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2025.104922
    4. Härter, J., Veyskarami, M., Schneider, M., Müller, J. C., Wu, H., Helmig, R., Weigand, B., Lamanna, G., & Poser, R. (2025). Self-Pumping Transpiration Cooling: A Joint Experimental and Numerical Study. Transport in Porous Media, 152, Article 8. https://doi.org/10.1007/s11242-025-02198-w
    5. Aricò, C., Helmig, R., & Yotov, I. (2025). Mixed finite element projection methods for the unsteady Stokes equations. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 435, 117616. https://doi.org/10.1016/j.cma.2024.117616
    6. 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
    7. Schneider, M., & Koch, T. (2024). Stable and locally mass- and momentum-conservative control-volume finite-element schemes for the Stokes problem. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 420, 116723. https://doi.org/10.1016/j.cma.2023.116723
    8. Wu, H., Veyskarami, M., Schneider, M., & Helmig, R. (2023). A New Fully Implicit Two-Phase Pore-Network Model by Utilizing Regularization Strategies. Transport in Porous Media. https://doi.org/10.1007/s11242-023-02031-2
    9. 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
    10. Bringedal, C., Schollenberger, T., Pieters, G. J. M., van Duijn, C. J., & Helmig, R. (2022). Evaporation-Driven Density Instabilities in Saturated Porous Media. Transport in Porous Media, 143, Article 2. https://doi.org/10.1007/s11242-022-01772-w
    11. Koch, T., Wu, H., & Schneider, M. (2022). Nonlinear mixed-dimension model for embedded tubular networks with application to root water uptake. Journal of Computational Physics, 450, 110823. https://doi.org/10.1016/j.jcp.2021.110823
    12. Koch, T., Weishaupt, K., Müller, J., Weigand, B., & Helmig, R. (2021). A (Dual) Network Model for Heat Transfer in Porous Media. Transport in Porous Media, 140, Article 1. https://doi.org/10.1007/s11242-021-01602-5
    13. Weishaupt, K., Koch, T., & Helmig, R. (2021). A fully implicit coupled pore-network/free-flow model for the pore-scale simulation of drying processes. Drying Technology, 0, Article 0. https://doi.org/10.1080/07373937.2021.1955706

  2. Datensätze

    1. 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
    2. 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
    3. Krach, D., Weinhardt, F., Wang, M., Schneider, M., Class, H., & Steeb, H. (2024). Results for pseudo-3D Stokes simulations with a geometry-informed drag term formulation for porous media with varying apertures [DaRUS]. https://doi.org/10.18419/DARUS-4347

Kontakt

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Rainer Helmig

Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. h.c.

Professor Emeritus

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Anna Mareike Kostelecky

M. Sc.

wissenschaftliche Mitarbeiterin

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