Masterarbeit/ARP am NMF: Simulation der Aufladung einer Kármánschen Wirbelstraße mit Comsol

  • Hallo zusammen,


    am NMF ist das Thema "Simulation der elektrischen Aufladung von Flüssigkeiten im Fall einer Kármánschen Wirbelstraße mit COMSOL" als Masterarbeit oder auch als ARP ausgeschrieben:


    In vielen Anwendungen und Prozessen der chemischen und verfahrenstechnischen Industrie kann die elektrische Aufladung von brennbaren Flüssigkeiten während des Durchströmens von Anlagen nicht verhindert werden. Elektrische Ladungen sammeln sich in der Flüssigkeit und führen zu straken elektrischen Feldern und letztlich oft zu blitzartigen elektrostatischen Entladungen über der Flüssigkeitsoberfläche, die Explosionen zünden können. Obwohl dieses Phänomen bereits seit den 1960er Jahren bekannt ist und immer wieder zu Unfällen führt, sind die Aufladungsvorgänge turbulent strömender Flüssigkeiten bisher nicht vollständig verstanden.

    Während strömungsmechanische Vorgänge im laminaren Bereich durch die direkte Lösung der Navier-Stokes-Gleichungen mathematisch beschrieben werden können, erfordert die Simulation turbulenter technischer Strömungen Turbulenzmodelle. Wenn eine laminare Strömung sich destabilisiert und instationär wird, bildet sich oft eine Kármánschen Wirbelstraße. Sie kann als Vorstufe zur Turbulenz betrachtet werden, lässt sich aber noch durch direkte Lösung der Navier-Stokes-Gleichungen berechnen. Um Fehlereinflüsse durch die Turbulenzmodellierung auf die Aufladungsvorgänge auszuschließen, soll in dieser Arbeit die elektrische Aufladung einer Flüssigkeit im Fall einer Kármánschen Wirbelstraße in COMSOL simuliert werden. Die Ergebnisse der Arbeit sollen so zum Verständnis der Aufladungsvorgänge turbulent strömender Flüssigkeiten beitragen, um die Sicherheit chemischer und verfahrenstechnischer Prozesse in Zukunft weiter zu verbessern.


    Wenn Ihr Interesse an dem Thema habt, meldet Euch gerne bei mir!


    ratschow@nmf.tu-darmstadt.de


    Viele Grüße und einen guten Start ins neue Jahr


    Aaron Ratschow