Numerische Simulation statischer Strömungsmischer mit experimenteller Validierung

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Das vorliegende Projekt untersucht Konstruktion und Einsatz adaptiver paralleler Mehrgitterverfahren bei turbulenten Mischungsproblemen. Zur Simulation turbulenter Mischungsprobleme eignet sich die Grobstruktursimulation (Large Eddy Simulation (LES)), da sie einen großen Teil der instationären Bewegungen inklusive der größeren Turbulenzwirbel direkt auflöst. Diese Methode hat allgemein für komplexe praktische Strömungsprobleme ein großes Potential, ist aber sehr rechenaufwendig, da sehr große Gleichungssysteme gelöst werden müssen. Passend zu dem Mehrskalenansatz der LES werden Mehrgitterverfahren als Löser eingesetzt. Hier sind in den letzten Jahren neue effiziente und robuste Löserstrategien entwickelt worden, die nun auf diese komplexe Anwendungsproblematik angewandt werden sollen. Untersucht werden die Themen: Adaptivität bei LES, DiscontinuousGalerkin-Verfahren zur Diskretisierung des Konvektionsterms, Geometrische und Algebraische Mehrgitterverfahren im Rahmen von LES, insbesondere die Übertragung der Filternden Algebraischen Mehrgitterverfahren auf die vollen Navier-Stokes-Gleichungen, und der Vergleich expliziter und impliziter Zeitschrittverfahren für die LES von Mischungsproblemen.