Numerische Strömungssimulation für Dispergierkanäle und Mikrobioreaktoren

分散通道和微生物反应器的数值流动模拟

• 批准号: 196838436
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Martin Christian Geier
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Strömungsmechanik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Units
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2010-12-31 至 2014-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/196838436?language=en
• 关键词: Numerische; Str; mungssimulation; Dispergierkan; le

Im Teilprojekt C3 (CFD) sollen numerische Simulationen durchgeführt werden, welche die Entwicklung von Dispergierungsmikrostrukturen und Mikrobioreaktoren durch ein verbessertes physikalisches Verständnis unterstützen sollen. Mit der Simulation von Mikrobioreaktoren soll die Verteilung von Nährstoffen in den Reaktoren untersucht und optimiert werden. Bereiche, in denen Totwassergebieten entstehen, sollen identifiziert werden, um sie in der Weiterentwicklung zu vermeiden, da sie eine Verstopfung der Reaktoren fördern und somit deren Einsatzdauer substantiell verkürzen. In der Simulation der Dispergierung sollen Grobstruktursimulationen der turbulenten Mikrokanalströmung durchgeführt werden. Eine Kopplung an die Diskrete-Elemente-Methode wird durchgeführt, um Dehnung und Scherung direkt auf die zu dispergierenden Agglomerate einwirken zu lassen. Die hohen Anforderungen an die Auflösung der Simulation erfordern den Einsatz spezieller Algorithmen und hoch paralleler Hardware. Dazu wird eine massive parallele Lattice-Boltzmann-Methode mit lokaler Gitterverfeinerung in einer Graphikkartenimplementierung weiterentwickelt und der Problemstellung angepasst.

在C3（CFD）项目中，通过韦尔登进行数值模拟，通过一种物理学上的测试方法，对分散体结构和微生物反应的发展进行了研究。微生物反应的模拟方法是在反应器中对Nährstoffen的反应进行优化和韦尔登。Bereiche，in denen Totwassergebieten entstehen，sollen identifiziert韦尔登，um sie in der Weiterentwicklung zu vermeiden，da sie eine Verstopfung der Reaktoren fördern und somit deren Einsatzdauer substantiell verkürzen.在模拟分散sollen Grobstruktursimulationen der Dispergierung Mikrokanalströmung durchgeführt韦尔登.一个Kopplung和一个基本的方法将被用于分散聚集体。最后一次开发和增强仿真是在一个特殊的硬件和并行硬件上进行的。本文介绍了一种在图形实现中采用局部Gitterverfeinerung方法的大型平行格子Boltzmann方法。