Lattice Boltzmann Methode mit freien Oberflächen für viskoelastische Materialien und deren Anwendung zur Simulation der Schaumbildung

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Geschäumte Materialien stellen aufgrund ihrer zellularen Struktur eine interessante Materialklasse mit attraktiven Eigenschaften dar. Unabhängig vom Material ist die Schaumbildung im Allgemeinen wenig verstanden und die Schaumherstellung basiert im Wesentlichen auf dem Trial-and-Error-Prinzip. Die numerische Simulation eröffnet hier neue Wege, grundlegende Phänomene bei der Schaumbildung zu er-forschen und die daraus abgeleiteten Erkenntnisse praktisch umzusetzen. Basis für das beantragte Projekt ist eine von uns in den vergangenen Jahren entwickelte Software auf Grundlage der Lattice Boltzmann (LB) Methode zur Simulation von Schaumbildungsvorgängen von flüssigen Metallen. Ziel dieses Projektes ist es, die vorhandene Methodik und Software weiterzuentwickeln, um erstmals auch die grundlegenden Phänomene bei der Schaumbildung von viskoelastischen Materialien numerisch zugänglich zu machen. Dazu ist eine Weiterentwicklung der LB Methodik für viskoelastische Fluide unter Berücksichtigung freier Oberflächen notwendig. Anhand geeigneter numerischer Experimente soll schließlich die Rolle der Viskoelastizität bei der Herstellung von geschäumten Materialien erforscht werden.