Numerische Simulation von Naseninnenströmungen mit dem Lattice-Boltzmann Verfahren

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(Wortlaut des Antrages) Ziel des gesamten, interdisziplinären Vorhabens zwischen Medizin (Rhinologie) und Ingenieurwissenschaften ist die Entwicklung eines besseren Verständnisses der Strömungs- und Transportvorgänge im Nasengang sowie, darauf aufbauend, die Entwicklung eines Softwarekonzeptes auf der Basis eines Berechnungsprogramms der Naseninnenströmung zur Unterstützung der Rhinochirurgie bei der Planung und Ausführung von Operationen in den Nasenwegen. Aufgabe dieses Teilvorhabens ist die Modellierung und die numerische Simulation der Strömungvorgänge im Inneren einer Nase, einschließlich des Partikel-, Aerosol- und Wärmetransportes. Als geeignete Methodik wird ein neu entwickeltes Lattice-Boltzmann Verfahren zur Lösung dieses geometrisch und physikalisch komplexen Problems vorgeschlagen. Das Arbeitsprogramm umfasst die Verfahrensentwicklung, die Validierung mittels numerischer und experimenteller Ergebnisse des Parallelprojektes von Peters und Bergers und erste Simulationen für klinisch relevante Nasengeometrien. Aus den numerischen Resultaten zusammen mit den klinischen Erfahrungen sollen zu einem späteren Zeitpunkt Kriterien für verbesserte Operationsstrategien ermittelt werden.