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Mechanistic modeling of restructuring behavior of colloidal aggregates in shear flows

剪切流中胶体聚集体重组行为的机理建模

基本信息

批准号：
43393642
负责人：
Professor Marek Behr, Ph.D.
金额：
--
依托单位：
Lehrstuhl für Computergestützte Analyse Technischer Systeme (CATS)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Priority Programmes
财政年份：
2007
资助国家：
德国
起止时间：
2006-12-31 至 2013-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/43393642?language=en
关键词：
Mechanistic modeling restructuring behavior colloidal

项目摘要

Aufgrund starker kohesiver Kräfte zwischen Prim¨arpartikeln bilden sich in kolloiden Suspensionen oft größere Aggregate. Die Struktur solcher Aggregate ist in ruhenden Fluiden gut verstanden. Unter Prozessbedingungen sind solche Aggregate aufgrund der Strömungsverhältnisse jedoch meist Scherkräften ausgesetzt, welche die Struktur der Aggregate signifikant beeinflussen. In der ersten Projektphase wurden verschiedene Simulationstechniken (rigorose fluiddynamische Simulation (CFD), Diskrete Element Methode (DEM)) genutzt und weiterentwickelt, um den Einfluss einer Scherströmung auf die Aggregatstruktur zu untersuchen. Um im Rahmen der DEM Simulationen unrealistische Ergebnisse zu vermeiden, wurde ein neues Modell für tangentiale Kräfte zwischen gebundenen kolloidalen Partikeln entwickelt. In der kommenden Förderperiode sollen die die entwickelten Modelle und Methoden verbessert und validiert werden. Zusätzlich sollen die Erkenntnisse genutzt werden, um Restrukturierungsraten für eine makroskopische Populationsbilanzmodellierung vorherzusagen. Letztendliches Ziel des Projektes ist es, die Größe und die Struktur kolloidaler Aggregate durch eine geeignet gewählte hydrodynamische Umgebung einstellen zu können.

Aufgrund starker kohesiver Kräfte zwischen Primüarpartikeln bilden sich in kolloiden Suspensionen oft größere Aggregate.混凝土结构在水流中很容易理解。Unter Prozessbedingungen sind solche Aggregate aufgrund der Strömungsverhältnisse jedoch meist Scherkräften ausgesetzt，welche die Struktur der Aggregate signifikant beeinflussen.在第一个项目阶段，我们使用了复杂的模拟技术（严格的流体动力学模拟（CFD），离散元法（DEM）），并对这些技术进行了改进，从而对骨料结构的设计产生了影响。Um im Rahmen der DEM Simulationen unrealistische Ergebnisse zu vermeiden，wurde ein neues Modell für tangentiale Kräfte zwischen gebundenen kolloidalen Partikeln entwickelt.在德国，我们需要对模型和方法进行改进，并进行韦尔登。Zusätzlich sollen die Erkenntnisse genutzt韦尔登，um Restrukturierungsraten für eine makroskopische Populationsbilanzmodellierung vorherzusagen. Letztendliches Ziel des Projektes ist es，die Größe und die Struktur kolloidaler Aggregate durch eine geignet gewählte hydrodynamische Umgebung einstellen zu können.