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Chemischer
Gleichgewichtsrechner

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Bockhorn, H.: "Some notes on challenges of combustion in future energy systems".
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Bachelor-/Masterarbeit

Bestimmung effektiver Parameter von porösen Strukturen mittels Lattice Bolzmann Methoden


Kurzbeschreibung:

Motivation:
Als Porenbrenner wird eine spezielle Form von Gasbrennern bezeichnet, bei denen die Verbrennungsreaktion nicht in einer offenen Flamme stattfindet, sondern in den Hohlräumen einer porösen Struktur. Hierdurch hat diese Art von Brennern das Potential, besonders emissionsarm und strahlungseffizient zu arbeiten. In bisherigen Anwendungen besteht die poröse Struktur aus einem Keramikschaum, der in seiner Herstellung gewissen Limitierungen unterworfen ist. Mit neuen, additiven Fertigungsmethoden sind nun frei gestaltbare keramische Strukturen möglich, die eine Optimierung hinsichtlich verschiedenster Bedürfnisse erlauben. Da Feststoff und Gasphase stets in Wechselwirkung miteinander stehen, ist die Bestimmung von charakteristischen Parametern der Feststoffstruktur von größter Bedeutung für die Auswahl geeigneter Strukturen. Aufgrund der teils komplexen Oberflächengeometrie dieser Strukturen bietet sich die Anwendung von Lattice-Boltzmann-Methoden (LBM) für dies Art der Charakterisierung an.

Aufgabenstellung:
Ein bestehender LBM Code soll für die Charakterisierung definierter Strukturen angewendet werden. Hierfür ist zunächst eine Routine zur Erzeugung der Geometrieinformationen im benötigten Format zu erstellen. Im weiteren Verlauf sind parametrische Studien zu unterschiedlichen Strukturen, Gitterauflösungen und Strömungsgeschwindigkeiten zu erstellen. Die Bandbreite der charakteristischen Parameter reicht von Druckverlust über Dispersionskoeffizient, Wandkontaktzeit bis hin zur effektiven thermischen Leitfähigkeit. Alle Ergebnisse werden in schriftlicher Form dokumentiert und sind im Rahmen des Seminars für Verbrennungstechnik zu präsentieren.


Voraussetzungen:

Beginn ab: 01. 05. 2018
Betreuer: M.Sc. Christoph Wieland
(eMail: Christoph.Wieland∂kit.edu )
Aufgabensteller: Prof. Dr.-Ing. Dimosthenis Trimis
(eMail: dimosthenis.trimis∂kit.edu )