Lattice Boltzmann Methode zur Simulation von Erstarrungsphänomenen bei der Herstellung geschäumter Werkstoffe

点击翻译按钮获取中文摘要

Geschäumte Materialien weisen aufgrund ihrer zellularen Struktur attraktive Eigenschaften auf und stellen daher eine interessante Materialklasse dar. Schaumbildungsphänomene sind dennoch relativ wenig verstanden und die Schaumherstellung basiert im wesentlich auf dem Prinzip des Ausprobierens. Die numerische Simulation eröffnet hier neue Wege, grundlegende Phänomene bei der Schaumbildung zu erforschen und die daraus erwachsenen Erkenntnisse praktisch umzusetzen. Basis für das beantragte Projekt ist eine weltweit einzigartige Software auf Grundlage der Lattice Boltzmann (LB) Methode zur Simulation von Schaumbildungsvorgängen. Ziel des Projektes ist es, die vorhandene Methodik und Software weiterzuentwickeln, um Erstarrungsphänomene während der Schaumbildung erfassen zu können. Dazu muss ein LB Ansatz erarbeitet und implementiert werden, der die Wärmeleitung und die Erstarrung im entstehenden Schaum berücksichtigt. Arbeitsinhalte sind daher die Auswahl eines geeigneten LB Ansatzes, die Formulierung der Randbedingungen, die Implementierung des Phasenübergangs, etc. Die Verifikation erfolgt anhand eines Beispiels, dem Integralschaumgießen von Leichtmetallen.