Zur Modellierung partikulärer elektro-fluiddynamischer Strömungen

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Beschreibung

Die zunehmenden Herausforderungen zur Reinhaltung der Luft im Bereich mikroner und submikroner Partikeln führen zu erhöhten Anstrengungen der Rußabscheidung in PKWs. Diese Ziele können durch modifizierte Elektroabscheider erreicht werden. Die Entwicklung solcher Abscheider erfordert Simulationswerkzeuge, die die Partikelbewegung in elektro-fluiddynamischen Strömungen für diese Anwendungen abbilden können.

In der vorliegenden Arbeit wird der Prozess der Partikelbewegung in elektro-fluiddynamischen (elektrohydrodynamischen) Feldern analysiert. Für die Simulation des elektrischen Feldes wird daher eine Modellierung gewählt, die eine Lösung des raumladungsbehafteten elektrischen Feldes auch im Bereich höherer Temperaturen ermöglicht. Diese Simulationen werden durch Experimente bestätigt. Die Arbeit zeigt darüber hinaus auf, dass eine genaue Modellierung der turbulenten Dispersion bei der Simulation der Partikelbewegung in wandnahen Bereichen notwendig ist, um eine korrekte Partikelabscheidung abbilden zu können. Die innerhalb der Arbeit angewendete Implementierung zeigt sehr gute Ergebnisse. Die vorgestellte Entwicklung eines weiter führenden Modells zur Kontrolle und Steuerung der Zwei-Wege-Kopplung hat die Zielsetzung auch diese für praktische Anwendungen effizient zu ermöglichen.