Elektromagnetische Strömungsbeeinflussung in Glasschmelzen

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Die elektromagnetische Strömungsbeeinflussung in Glasschmelzen galt bislang als ein weitgehend ungelöstes Problem der Magnetofluiddynamik. In dem Teilprojekt A5 der Forschergruppe Magnetofluiddynamik ist es erstmalig gelungen, einen elektromagnetischen Rühreffekt in einer Glasschmelze experimentell zu erzeugen und umfassend zu charakterisieren. Der signifikante Einfluss des elektromagnetischen Feldes auf die Glasschmelzströmung wurde zudem im Teilprojekt A6 durch umfangreiche dreidimensionale numerische Simulationen belegt und durch ein eindimensionales analytisches Modell untermauert. Im Rahmen der Forschergruppe entstand eine fruchtbare Kooperationsbeziehung mit der SCHOTT AG Mainz, aus der unter anderem ein gemeinsames Patent sowie eine gemeinsame Publikation in der Fachzeitschrift Physics of Fluids hervorgegangen sind. Im Rahmen des Transferprojektes sollen die gewonnenen Erkenntnisse genutzt und durch (i) numerische 3D-Simulationen sowie (ii) analytische 1D-Modelluntersuchungen erweitert werden. Hierzu soll (i) im Rahmen der Simulation eine quantitative Bewertung der Rührwirkung elektromagnetischer Felder durch Bestimmung der Mischgüte bei variablen Glasschmelz- und Geometrieparametern erfolgen und (ii) das bereits vollständig untersuchte eindimensionale Speisermodell durch eine sequentielle Anordnung von Heiz- und Kühlabschnitten, sowie Krafteinwirkungszonen erweitert und somit an industriell genutzte Anordnungen angepasst werden. Die Resultate sollen Auskunft über optimale Geometrien und Glaseigenschaften zur elektromagnetischen Rührwirkung bzw. Strömungskontrolle von Glasschmelzen geben. Eine zentrale Rolle für den Erfolg des Projektes spielt die intensive Zusammenarbeit zwischen der SCHOTT AG Mainz und der TU Ilmenau. Die Projektmitarbeiterin wird stark von den Erfahrungen zur Glassimulation und Mischgüteberechnungen des Industriepartners profitieren. Durch längere Aufenthalte bei dem Industriepartner wird sie Impulse für die Nutzung von Lorentzkräften in der Glasproduktion geben. Die Firma SCHOTT Mainz baut Ihre Kompetenz auf dem Gebiet der elektromagnetischen Strömungsbeeinflussung von Glas aus, sodass das Projekt von beiderseitigem Nutzen ist.