CFD-Simulation des Strömungsfelds im T-Mischer mit anschließender Fluidbahnberechnung nach dem Lagrange-Ansatz

Im Rahmen dieser Semesterarbeit wurde sowohl das Strömungsfeld als auch der Verlauf repräsentativer Fluidbahnen nach dem Ansatz von Lagrange in einem T-Mischer simuliert. Dabei wurde das CFD-Software-Packet CFX-4.4 verwendet. Hintergrund ist die Erweiterung eines Modells zur Berechnung der Partikelgrößenverteilung über Populationsbilanzen. Ist im bisherigen Modell der Leistungseintrag und der Volumenanteil als konstant über das Mischervolumen angenommen, so soll im neuen Modell der Einfluss der Abhängigkeit des Leistungseintrags vom Ort als auch das bisher vernachlässigte Makromischen berücksichtigt werden. Die untersuchten Volumenströme reichen von 0,2ml/s bis 10ml/s. Zur Berechnung des Strömungsfeldes wurde ein low Reynolds number k-epsilon-Modell verwendet, da es als einziges Modell die Vorgaben für den y-plus-Wert, in Verbindung mit einer sinnvollen Gitterstruktur, erfüllt. Während man im unteren Bereich die Rechnungsdaten der Strömungsfeldsimulation sehr gut mit gemessenen Druckverlustwerten validieren kann, weichen sie im oberen Bereich um ca. 30% von den Messwerten ab. Der Grund für dieses Abweichen sind evtl. die Vorgaben für den Richtwert y-plus. Sie können für hohe Volumenströme nicht mehr exakt erfüllt werden, da das verwendete Turbulenzmodell hier an seine Grenzen stößt. ...