Basierend auf den Grundlagen der Strömungsmechanik und der Thermodynamik werden die drei Schwerpunkte

• Numerische Strömungsberechnung (CFD)
• Multiphysics (gekoppelte Berechnungen)
• Optimierung in der Strömungsberechnung

am Lehrstuhl betrachtet. All diesen Problemstellungen liegen in der Regel mehrphasige Strömungen zugrunde, die mit speziellen Methoden und Berechnungsverfahren behandelt werden. Anwendung finden diese Methoden in Bereichen der Verfahrenstechnik, des Automobilbaus sowie in einer Vielzahl weiterer Anwendungen. Das Forschungskonzept des Lehrstuhls für Strömungsmechanik basiert auf den Methoden der numerischen Strömungsberechnung (CFD), den gekoppelten Lösungsverfahren (Fluid-Struktur-Kopplung, konjugierter Wärmeübergang, usw.) sowie der Anwendung von Optimierungsmethoden, wie in der Abbildung unten skizziert.

In allen Anwendungen werden mehrphasige, teils reaktive, Strömungen betrachtet, die sowohl als disperse als auch separierte Strömungen mit unterschiedlichen Mehrphasenmodellen modelliert werden. Dabei werden unterschiedliche Größenskalen - beginnend von Partikelgrößen im nm-Bereich bis hin zu Apparaten in der Größenordnung von Metern berücksichtigt, die teilweise durch eine Mehrskalenmodellierung gekoppelt werden. Parallel zu den numerischen Untersuchungen erfolgen experimentelle Validierungen, u.a. mit laseroptischen Meßverfahren.

Basierend auf den Methoden werden durch Kombination unterschiedlicher Lösungsverfahren Anwendungen aus den Bereichen Verfahrens-, Automobil-, Energie- als auch Biomedizintechnik betrachtet. Die Projekte werden teilweise in Kooperation mit unterschiedlichen Fachdisziplinen, z.B. Elektrotechnik, Medizin, Chemie, Physik, Mathematik bearbeitet.

Einige Forschungsprojekte sind:

• Hydrodynamische Instabilitäten bei der Bewegung eines Tropfens auf einer bewegten Platte.
• Modellvorstellung zum Aneurysmenwachstum sowie der Thrombentstehung mit Hilfe eines fluidmechanischen Ansatzes.
• Einfluss der Rußreaktivität auf die DPF-Regeneration.
• Numerische und experimentelle Untersuchung eines neuen Reinigungs- und Trocknungsverfahrens für gewalzte Bänder.
• Aluminiumelektrolyse als virtuelle Batterie.
• Innovative Separatoren für den energieeffizienten Trennprozess.
• Filterhilfsmittelfreie Filtration von Kühlschmierstoffen mittels metallischen Schäumen mit und ohne elektrischen Feldern.