Bidirektionale Kopplung der Direct Simulation Monte Carlo-Methode mit einem partikelbasierten Kontinuumsverfahren

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Stefanos Fasoulas
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 242915735

Im Rahmen des vorgeschlagenen Folgeprojekts soll die Kopplung der beiden Partikelverfahren DSMC und LD weiterentwickelt werden. Dieses neuartige partikelbasierte Simulationsverfahren ermöglicht die numerische Untersuchung von dreidimensionalen, reibungsbehafteten und reaktiven Strömungen mit großen Unterschieden in der lokalen Dichte (lokale Knudsenzahl). Das ingenieurwissenschaftliche Ziel ist weiterhin, das LD-DSMC-Verfahren als effiziente, realisierbare Lösung des Mehrskalenproblems zu validieren und somit zu einem besseren skalenübergreifenden Verständnis von Gasströmungen beizutragen. Das hybride Partikelverfahren wurde in der ersten Förderperiode in den Partikelcode PICLas, der im Rahmen von verschiedenen DFG-Projekten entstand und auch weiterentwickelt wird, erfolgreich implementiert. Die bisherige Entwicklung des LD-DSMC-Verfahrens hat aber gezeigt, dass zur Steigerung der Effizienz neue Verfahren für die Zeit- und Partikeldiskretisierung notwendig sind. Ebenso muss die physikalische Modellierung in der LD-Methode für die Behandlung von Gasgemischen erweitert werden. Diese neuartigen Modellierungsaspekte werden einen erheblichen Einfluss auf die Performance des LD-DSMC-Verfahrens haben, was durch eine entsprechende Beurteilung der Methode vor allem im Vergleich zu anderen Simulationsverfahren verdeutlicht werden soll.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen