Konsistente Multiskalenströmungsmechanik mit der kaskadierten Lattice Boltzmann Methode

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Die kaskadierte Lattice Boltzmann Methode, ein neuer expliziter Algorithmus zur Simulation turbulenter Strömungen, soll in dieser Arbeit für Multiskalenphänomene erweitert werden. Die kaskadierte Lattice Boltzmann Methode eignet sich hervorragend als Ansatz zur Multiskalensiumlation, da der Rechenaufwand unabhängig von der nominalen Reynoldszahl ist. Die Methode geht beim Übergang vom voll aufgelösten zum unteraufgelösten Fall ohne Modellanpassung von DNS (Direct Numerical Simulation) zu LES (Large Eddy Simulation) über. Ein explizites Turbulenzmodel ist nicht notwenig. Es soll eine Methodik erarbeitet werden, die räumliche und zeitliche Auflösung der Methode lokal zu variieren. Dazu ist die Entwicklung einer konsistenten Interpolationsmethode zwischen den Gitterpunkten notwendig. Ausgehend davon sollen konsistente Gitterkopplungs- und Verfeinerungsbedingungen ausgearbeitet werden. Außerdem soll die konsistente Interpolation dazu dienen beliebig geformte Randbedingungen korrekt abzubilden. Auf dieser Grundlage sollen auch Wandgesetze und Fernfeldrandbedingungen erarbeitet werden.