Upscaling von Mehrphasenströmungen in porösen Medien

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Makroskopische Bewegungsgleichungen für Mehrphasenströmungen in porösen Materialien sollen aufbauend auf mikroskopischen Bewegungsgleichungen untersucht werden, um so das Hochskalieren geeigneter Strömungsgrößen (Upscaling) quantitativ zu machen. Die Suche nach den korrekten makroskopischen Bewegungsgleichungen für Zweiphasenströmungen ist von zentraler Bedeutung für viele Anwendungen (z.B. Vorhersage von Grundwasserströmungen, chemische Reaktionen in Katalysatoren, Durchströmung von Gelen, Granulaten, Textilien oder Baustoffen, Filtrationstechnik, Wirkstofftransport in der Medizin, Erdölgewinnung oder Schadstofftransport in der Umwelt). Das beantragte Projekt verfolgt eine doppelte Zielsetzung. Bereits existierende Ansätze aufbauend auf mikroskopischen Gleichungen sollen kritisch im Hinblick auf ihre fehlende Übereinstimmung mit Beobachtungen in kapillaren Entwässerungsexperimenten untersucht werden. Außerdem soll geklärt werden, ob sich ein Satz von kürzlich vorgeschlagenen makroskopischen Gleichungen, die die Grenzflächenenergie explizit in die Beschreibung einbeziehen, aus den mikroskopischen Gleichungen gewinnen lässt.