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Numerische Machbarkeitsstudie zum Förderverhalten von Feststoffpartikeln in inkompressiblen Fluiden


Hintergrund:
Der hydraulische Transport von Erzen stellt eine wirtschaftliche Alternative zum Straßentransport dar. Hierfür wird der gemahlene Feststoff mit dem hydraulischen Träger (meist Wasser) vermengt und es entstehen Suspensionen, deren Transportverhalten zum einen durch die Beschaffenheit der Schlämme und zum anderen durch die Fördercharakteristik der Pumpe bestimmt wird.

Aufgabenstellung: Im Rahmen der ausgeschriebenen Arbeit soll untersucht werden, inwieweit die Simulationssoftware Star-CCM+ in der Lage ist, die physikalischen Gegebenheiten der im Hydrotransport vorliegenden Strömungsverhältnisse von Fluid und Partikeln korrekt abzubilden. Die Simulationsgeometrie entspricht dem quadratischen Kanal eines optischen Versuchsaufbaus mit Wirbelschicht, die Partikeleigenschaften entsprechen den im optischen Versuch verwendeten Materialien (experimentelle Validierung läuft parallel).

Ablauf:

  • Einarbeitung in die CFD-Software Star-CCM+
  • Erstellung von Simulationsgeometrie und Randbedingungen, Vernetzung, Gitterunabhängigkeitsstudie
  • Implementierung von Partikeln (DEM) und gründliche Ausarbeitung/Gegenüberstellung aller für die Partikelsimulation zugrunde liegenden Parameter
  • Simulation und Auswertung des Simulationsverhaltens für verschiedene Partikelsorten/- mengen/-größen und Strömungsverhältnisse

Anforderungen:

  • Eine gut strukturierte Arbeitsweise und der Wille, die Dinge kritisch zu hinterfragen sind zwingend erforderlich
  • Grundkenntnisse der Strömungsmechanik sind erforderlich
  • Grundkenntnisse in der Partikeltechnik und Vorkenntnisse in der CFD-Simulation sind von Vorteil, aber nicht erforderlich

Beginn: Januar 2017

Betreuer:

Katrin Kelm, M. Sc.

  • Tätigkeit: Wiss. Mitarbeiterin
  • Adresse:
    Raum 1.621
  • Telefonnummer: +49 9131 85-29468
  • E-Mail: ke@ipat.fau.de