Modellierung und Simulation der Bildung und des Verhaltens von Aerosolen in mehrstufigen Absorptions- und Kondensationsprozessen

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Gegenstand des Vorhabens ist die Untersuchung der Aerosolbildung durch spontane Kondensation in einer durch Wärme- und Stoffaustauschvorgänge übersättigten Gasphase und des Verhaltens dieser Aerosole in mehrstufigen Absorptions- und Kondensationsprozessen. Es soll ein Simulationsprogramm entwickelt werden, das es erlaubt, Aerosolbildung in komplex zusammengesetzten Gasphasen von maximal drei kondensierbaren Komponenten unter Berücksichtigung homogener und heterogener Keimbildung vorherzusagen, sowie das Wachstum und das Verhalten des so gebildeten polydispersen Aerosols zu beschreiben. Dabei sollen möglichst allgemeingültige Modelle für unterschiedliche GasFlüssigkeits-Kontaktapparate entwickelt werden, die sich zu einer mehrstufigen Gesamtanlage zusammenschalten lassen. Die Modellierung führt auf sehr große differentiell-algebraische Gleichungssysteme. Zur Lösung sollen bestehende sequentielle und parallele Extrapolationsverfahren weiterentwickelt werden. Für die Berechnung der Aerosol-Populationsbilanzen sollen neue methematische Methoden auf der Basis adaptiver Galerkin-Methoden entwickelt werden. Das Vorhaben baut auf umfangreichen Vorarbeiten auf, die im Rahmen eines gemeinsamen Projektes von beiden antragstellenden Instituten durchgeführt wurden.