Prof. van Wachem

Prof. Berend van Wachem

Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik
Institut für Verfahrenstechnik (IVT)
Projekte

Aktuelle Projekte

Nichtlineare Kapillarsysteme mit tensidebeladenen Grenzflächen
Laufzeit: 01.01.2023 bis 31.12.2025

An Fluidgrenzflächen adsorbierte oberflächenaktive Substanzen sind allgegenwärtig und das Verständnis ihres subtilen, aber oft dominanten Einflusses ist daher für eine Vielzahl von technischen Anwendungen und Naturphänomenen von zentraler Bedeutung. Theoretische Untersuchungen zur physikalisch-chemischen Hydrodynamik von Kapillarsystemen mit Tensiden beschränkten sich bisher überwiegend auf einfache Tenside, Fälle ohne Topologieänderungen und kleine Reynolds-Zahlen. Infolgedessen gibt es kein umfassendes Verständnis des Einflusses von Oberflächenviskosität und Trägheit, der in technischen Anwendungen von der Biotechnik bis zur Fertigung wichtig ist, in Kapillarsystemen einschließlich Änderungen der Grenzflächentopologie. Dieses Projekt untersucht die grundlegenden physikalischen Mechanismen, die mit dem nichtlinearen Verhalten von tensidbeladenen Kapillarsystemen verbunden sind, und konzentriert sich auf den subtilen, aber wichtigen Einfluss der Oberflächenviskosität sowie die Entwicklung von Kapillarinstabilitäten und -fragmentierung.

Dies wird zu einem detaillierteren Verständnis der Wechselwirkung von Oberflächenviskosität und Trägheit mit der oberflächenspannungsdominierten Grenzflächenbewegung und ihrer Auswirkungen auf Topologieänderungen in Kapillarsystemen über einen weiten Bereich von Längenskalen beitragen. Um diese Strömungen zu untersuchen, werden wir neue numerische Methoden zur Simulation von Grenzflächenströmungen mit unlöslichen Tensiden und Oberflächenviskosität im Bereich der Kontinuumsmechanik entwickeln, die, integriert in modernste numerische Simulationswerkzeuge, einen rationalen rechnerischen Rahmen für die genaue Modellierung oberflächenaktiver Substanzen stellen werden.

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Optimierung des Betriebs von Wirbelschichtverfahren mittels maschinellen Lernens
Laufzeit: 01.11.2022 bis 31.10.2025

Wirbelschichtverfahren sind die Basis für viele Anwendungen, bei denen eine schnelle Vermischung, Wärme- und Stoffübertragung zwischen Gas und Feststoffpartikeln erforderlich ist. Ihre Leistung hängt weitgehend von der Blasendynamik ab: aufsteigende Blasen treiben die Feststoffzirkulation an und verbessern den Gas-Feststoff-Kontakt erheblich, wodurch Misch-, Reaktions- und Transporteigenschaften verbessert werden. Dabei werden bisher fast alle Wirbelschichten mit einem gleichförmigen Gasstrom betrieben. Aktuelle wissenschaftliche Arbeiten zeigen jedoch, dass der Betrieb einer Wirbelschicht mit einer alternierenden Gasströmung (z.B. sinusförmige
Gasfluidisierungsgeschwindigkeit) zu unterschiedlichen Blasenmustern und -dynamiken führt. Ziel dieses Projekt ist es, die Blasen in einer Wirbelschicht durch Anwendung von Methoden der Künstlichen Intelligenz
(KI) wie evolutionäre Algorithmen und genetische Programmierung zu kontrollieren. Wir werden unsere Wirbelschicht im Labormaßstab mit Kamerasystem und Berechnungsmodellen im Euler-Euler- und Euler-Lagrange-Verfahren verwenden, um die Dynamik von Blasen in der Wirbelschicht zu erfassen, während die Wirbelgasgeschwindigkeit räumlich und zeitlich variiert wird. Zunächst werden diese Ergebnisse verwendet, um das optimale Zuflusssmuster für gegebene Zielfunktionen zu finden.
Die Herausforderung für die KI-Algorithmen besteht darin, das richtige Gleichgewicht zwischen den zeitintensiven experimentellen Daten und den Simulationsdaten zu finden, um das erforderliche Fluidisierungsgeschwindigkeitsprofil effizient bereitzustellen. Darüber hinaus werden wir mehrere widersprüchliche Zielfunktionen mithilfe von multikriteriellen Optimierungsalgorithmen betrachten. Zweitens werden die KI-Algorithmen verwendet, um durch Steuerung und Kontrolle des Geschwindigkeitsprofils eine optimale Blasengröße und Dynamik zu erhalten. Die Möglichkeit, das Verhalten der Blasen in einer Wirbelschicht zu kontrollieren, ermöglicht die Verbesserung von unter anderem Produktqualität, Effizienz und Selektivität des Verfahrens.

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Verbesserung der Simulation vn großen, mit dichten Partikeln beladenen Strömungen durch maschinelles Lernen: ein genetischer Programmieransatz
Laufzeit: 01.12.2021 bis 30.11.2024

Mit Partikeln beladene Strömungen treten in vielen natürlichen und industriellen Prozessen auf, wie zum Beispiel dem Fluss roter und weißer Blutkörperchen im Plasma, oder in der Fluidisierung von Biomasse in Wirbelschichten. In den letzten 40 Jahren haben Wissenschaftler Euler-Lagrange (EL) Simulationen verwendet, um das Verhalten solcher Strömungen vorherzusagen.

Die EL-Simulationen stützen sich jedoch auf Modelle, um die Wechselwirkung zwischen der Fluidströmung und den individuell verfolgten Partikeln zu beschreiben. Diese Modelle erfordern die sogenannte ``\textit{ungestörte}'' Fluidgeschwindigkeit am Ort des Partikels, was der Geschwindigkeit des Fluids entspricht, wenn der Partikel nicht dort wäre. Aktuelle Modelle hierfür sind sehr rudimentär und die genaue Berechnung der ungestörten Flüssigkeitsgeschwindigkeit ist extrem teuer, da viele zusätzliche, hochaufgelöste Simulationen desselben Falls erforderlich sind, bei denen jeweils ein Partikel weggelassen wird.

Ziel des Projekts ist es, ein neues Modell für die ungestörte Strömungsgeschwindigkeit bei jedem Partikel zu entwickeln. Dieses Modell basiert auf den Eigenschaften der Strömung um den Partikel und den Eigenschaften der umgebenden Partikel. Zur Entwicklung des Modells wird ein Verfahren aus dem Bereich des überwachten maschinellen Lernens verwendet: Genetische Programmierung (GP). GP eignet sich insbeondere für dieses Projekt, weil es sich nicht um ein ``Black-Box'' Modell handelt, sondern eine überprüfbare Gleichung für die ungestörte Strömungsgeschwindigkeit darstellen kann. Diese Gleichung wird durch analytische Lösungen und hochaufgelöste Simulationen validiert und ermöglicht genaue Simulationen in großem Maßstab, während nur ein Bruchteil der Kosten für vollständig aufgelöste Simulationen erforderlich ist.

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Horizont 2020, Marie S. Curie Individual Fellowships
Laufzeit: 01.10.2021 bis 30.09.2024

Das Ziel dieses Projekts ist es, einen neuartigen Rahmen für die rechnerisch effiziente und genaue Simulation von Zweiphasenströmen bereitzustellen, indem die Reihenfolge der Darstellung der Schnittstelle in dem geometrischen VOF-Verfahren von linear bis quadratisch erhöht wird. Dies ermöglicht einen genauen Transport von dritter Ordnung, und eine genaue genaue Schätzung der an der Grenzfläche wirkenden Oberflächenspannungskraft, wodurch Fehler auf eine Weise reduziert wird, die bisher nicht erreicht wurde. Darüber hinaus werden diese Schemata entwickelt, so dass sie auf komplexe Domänen angewendet werden können, was ebenfalls eine Begrenzung vorhandener Verfahren ist, die typischerweise nur in der Lage sind, zweiphasige Flüsse in rechteckigen Strömungsdomänen genau zu simulieren. Das Ergebnis der vorgeschlagenen Forschung ist zweifach. Erstens erhöht die Reihenfolge der Genauigkeit der vorherrschenden zweiphasigen Durchflussmodelliermethode - das VOF-Verfahren - ergibt genauere Simulationsergebnisse. Zweitens erlaubt die vorgeschlagene Arbeit auch die Berücksichtigung komplexer, realistischer Flussdomänen.

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Modellentwicklung zur Untersuchung dichter partikelbeladener Strömungen auf der Mesoskala
Laufzeit: 01.10.2021 bis 30.09.2024

Dichte partikelbeladene Strömungen können in vielen natürlichen und industrielle Prozessen, wie der Strömung roter Blutkörperchen im Plasma oder der Fluidisierung von Kohl- oder Biomasspartikel in Wirbelschichten, vorkommen, um nur einige zu nennen. Diese Strömungen werden von einem komplizierten Gleichgewicht zwischen der Strömung-Wand, Strömung-Partikel, Partikel-Wand, und Partikel-Partikel Wechselwirkungen geprägt. Die Vorhersage solcher Strömungen mit vollständig aufgelösten oder direkten numerischen Simulationen ist normalerweise viel zu rechenintensiv. Mesoskalige Ansätze, wie Euler-Lagrange Partikel Tracking ermöglichen es, das Verhalten von viel größeren partikelbeladenen Strömungssystemen als vollständig aufgelösten Ansätze.

Sie verwenden jedoch reduzierte Modelle, anstatt die Strömung um einzelne Partikel aufzulösen, die derzeit mit sehr strengen Einschränkungen verbunden sind.

Dies ist ein Projekt zur Entwicklung neuartigen volumengefilterten Euler-Lagrange Ansatzes für die Vorhersage des Verhaltens dichter partikelbeladener Strömungen auf der Mesoskala. Dieser Ansatz wird die derzeit bestehende Lücke zwischen vollständig aufgelösten Simulationen und klassischem Euler-Lagrange Partikel Tracking schließen. Hierzu werden Modelle entwickelt, um die Kopplung der Partikel mit der Strömung genau zu berücksichtigen. Dies wird erreicht, indem in das Model den lokalen Effekt jedes Partikels innerhalb der Strömung ermittelt und berücksichtigt wird, wobei auch die Wände berücksichtigt werden. Der neu vorgeschlagene Euler-Lagrange Ansatz wird viel genauere Ergebnisse liefern als aktuelle Euler-Lagrange Partikel Tracking Verfahren, wobei nur ein Bruchteil der Berechnugskosten für vollständig aufgelöste Simulationen benötigt wird.

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Bulk Reaction - Teilprojekt C2
Laufzeit: 01.07.2020 bis 30.06.2024

Die Brennstoffzufuhr zur Erwärmung der Schüttung und zur thermischen Behandlung der Partikel hat zentrale Bedeutung für die Auslegung und Optimierung von Prozessen. Je nach Prozess wird über verschiedene Lanzensysteme seitlich Brennstoff und Luft, seitlich vorgewärmte Verbrennungsluft oder axial Brennstoff mit Luft eingeblasen. Die Brennstoffstrahlen vermischen sich dabei auch mit der axialen Gasströmung. Daher ist die langfristige wissenschaftliche Fragestellung, wie sich ein eingeblasener Brennstoffstrahl im Querschnitt als Funktion der Prozessparameter und der Schüttungsmorphologie verteilt und wie letztendlich die Ausbildung der Flammen ist. In der Flamme erwärmt sich die Schüttung am stärksten, so dass die Ausbreitung des Wärmestroms in radialer und peripherer Richtung durch Strahlung, Leitung und Kontakt ermittelt werden muss. In der ersten Förderperiode konzentrieren sich die Untersuchungen zunächst auf die Vermischung konditionierter, inerter Gasstrahlen, dabei ist zu untersuchen:

  • Wie hängen die Eindringtiefe und die räumliche Ausbreitung des Gasstrahls von der Eindüsungsgeschwindigkeit, dem Verhältnis vom eingeblasenem zum axialen Volumenstrom, der Partikelgröße, dem Lückengrad und der Partikelform ab.
  • Wie hängt das Erwärmungsverhalten individueller Partikel ab von deren Größe, der Größenverteilung, der Partikelform, der Strahlung der Partikel untereinander und durch Kontakt der Partikel?

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Bulk-Reaction - Teilprojekt C5
Laufzeit: 01.07.2020 bis 30.06.2024

Aus Rechenzeitgründen wird derzeit in großskaligen DEM-CFD Simulationen die Gasphasenströmung nur stark vereinfacht abgebildet. Die exakte Geometrie einzelner Partikel wird auf der Gasseite nicht abgebildet, sondern lediglich pauschal durch eine lokal verteilte, isotrope Porosität berücksichtigt. Gerade für chemisch reagierende Schüttungen ist dies ein unbefriedigender Ansatz, da das Gasphasenströmungsfeld über die örtliche Verteilung des Oxidators (beeinflusst Gasphasen- und
Partikelreaktion) und die lokale Mischungsrate ganz wesentlich den Reaktionsfortschritt bestimmt. Deshalb sollen im Projekt C5 neue Modelle für eine genauere Impulskopplung in CFD-DEM, unter Berücksichtigung der heterogenen und anisotropen Natur der Partikelkonfigurationen, hergeleitet, entwickelt und validiert werden. Dabei werden die Details der Umströmung einzelner Partikel (Impuls, Diffusion, Konvektion) auf größeren Raum- und Zeitskalen projiziert (coarse graining). Die grundlegende Idee des Teilprojektes ist hierbei, dass im Rahmen von numerischen Simulationen, sowohl mikrostrukturelle Größen, z.B.
Partikeldurchmesser, Volumenanteile und Partikelgeometrien als auch deren Verteilung berücksichtigt werden können. Zentrale wissenschaftliche Fragestellungen des Projektes sind Ziele des Teilprojekts sind:

  • Wie kann der lokale Volumenanteil in den Impulsgleichungen der Fluid- und Widerstandskraft formuliert werden, so dass die lokale anisotrope und heterogene Struktur der Partikelkonfiguration berücksichtigt wird?
  • Wie kann die derzeitige stark vereinfachte Widerstandskraftformulierung zwischen der Gas- und der Partikelphase mit einer Widerstandskraftformulierung ersetzt werden, welche die lokalen Strukturen der Partikelkonfiguration und das komplexe Strömungsverhalten berücksichtigt und gleichzeitig der starken Inhomogenität der Kräfteverteilung in Partikelkonfigurationen Rechnung trägt?
  • Wie kann Diffusion in den stark inhomogen verteilten und komplexe geformten Hohlräumen zwischen den Partikeln beschrieben werden?

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Determining the comminution behavior of plastic particles in milling processes
Laufzeit: 01.09.2022 bis 30.06.2024

The recycling of plastics is an important issue in terms of environmental sustainability, recyclability and of waste management. The development of proper technologies for plastic recycling is generally recognized as a priority. To achieve this aim, the technologies that have been developed and applied in mineral processing can be adapted to recycling systems. In particular, the improvement of comminution technologies is one of the main actions to improve the quality of recycled plastics. The aim of this work is to study the comminution processes in milling for different types of plastic materials.

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Einheitliche konservative numerische Berechnungs- methode für Grenzflächenströmungen
Laufzeit: 01.01.2022 bis 30.06.2024

Der Großteil der numerischen Methoden für die Berechnung von Strömungen mit Grenzflächen wurde bisher entweder für inkompressible oder kompressible Fluide entwickelt, was die Leistungsfähigkeit und die möglichen Anwendungsbereiche und Applikationen stark einschränkt.
Ferner erschweren offene Fragen bezüglich der Massen-, Impuls- und Energieerhaltung von numerischen Methoden für die Berechnung von Grenzflächenströmungen bei allen Strömungsgeschwindigkeiten die Anwendung moderner Berechnungsmethoden in Forschung und Entwicklung, für Anwendungen die von der Treibstoffeinspritzung in Flugzeugtriebwerken bis hin zur Stoßwellenlithotripsie für die Behandlung von Nierensteinen reichen.

Das vorrangige Ziel dieses Forschungsprojekts ist die Entwicklung einer neuen einheitlichen numerischen Berechnungsmethode welche die Simulation von Grenzflächenströmungen bei allen Geschwindigkeiten, mit Machzahlen von M=0 bis M >> 1, inklusive Grenzflächenströmungen bei denen kompressible und inkompressible Fluide miteinander in direkter Wechselwirkung stehen, zum ersten Mal mit dem gleichen konservativen numerischen Berechnungsmodell ermöglichen.

Die vorgeschlagene Forschung konzentriert sich dabei auf zentrale Aspekte des Berechnungsalgorithmus, neue numerische Methoden und die relevanten Erhaltungsfehler, wodurch wichtige derzeitige Lücken in der Fachliteratur bezüglich der Massen-, Impuls- und Energieerhaltung für Grenzflächenströmungen, auch mit Oberflächenspannung, und der thermodynamischen Modelle für kompressible-inkompressible Grenzflächenströmungen geschlossen werden.

Darüber hinaus wird eine systematische Studie zum Einfluss und der Bedeutung der Kompressibilität von Flüssigkeiten für die Simulation von Grenzflächenströmungen sowie eine umfangreiche Analyse der Leistungsfähigkeit des neuen Berechnungsalgorithmus durchgeführt. Die Prüfung und Validierung der entwickelten Berechnungsmethoden wird eine wichtige Komponente des Forschungsprojekts sein.

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Verteilung und Ablagerung von Partikeln in verdampfenden festsitzenden Tröpfchen
Laufzeit: 01.07.2021 bis 30.06.2024

Festsitzende partikelbeladene Tröpfchen lagern die in ihnen suspendierten Partikel beim Verdampfen auf dem Substrat ab und erzeugen dabei eine Vielzahl von Partikelablagerungsmustern. Die Kontrolle der Form und Eigenschaften dieser Partikelablagerungen kann für viele Anwendungen, vom Tintenstrahldruck bis zur RNA-Sequenzierung, von entscheidender Bedeutung sein. Trotz der erheblichen Forschungsanstrengungen die der Partikelablagerung in verdampfenden festsitzenden Tröpfchen gewidmet wurden, fehlt uns nach wie vor ein grundlegendes Verständnis vieler Aspekte des Partikelverteilungs- und -ablagerungsprozesses. Insbesondere eine detaillierte Quantifizierung der einzelnen Beiträge von Partikel-Partikel- und Partikel-Substrat-Wechselwirkungen, von Partikelanordnung an der Gas-Flüssig-Grenzfläche und von Partikelgrößenverteilungen ist bisher nicht verfügbar. Vor diesem Hintergrund sind die Hauptziele dieses Projekts: (i) die Quantifizierung des Einflusses attraktiver van-der-Waals-Kräfte auf die Partikelverteilung, (ii) die Ermittlung optimaler Bedingungen für die Partikelanordnung an der Gas-Flüssig-Grenzfläche und (iii) die Analyse des Einflusses der Partikelgrößenverteilung von polydispersen Partikelpopulationen auf die Verteilung und Trennung von Partikeln nach Größe für kugel- und ellipsenförmige Partikel. Um diese Forschung zu ermöglichen, werden wir ein effizientes Simulationswerkzeug entwickeln, um die Verdampfung partikelbeladener festsitzender Tröpfchen zu simulieren, alle relevanten physikalischen Mechanismen aufzulösen und die kapillare Anziehung von Partikeln an der Gas-Flüssig-Grenzfläche zu berücksichtigen.

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Aerosolenstehung in der Lunge und Einkapselung von Viren
Laufzeit: 01.05.2021 bis 30.04.2024

Mikroskopische Aerosole wurden als die Hauptinfektionswege für SARS-CoV-2 identifiziert. Diese Tröpfchen werden tief in der Lunge aus Auskleidungsflüssigkeiten erzeugt. Während der Atmung bilden sich dünne Filme und reißen auf, wodurch feine Tröpfchen freigesetzt werden, die die Viruslast einkapseln. Im Gegensatz zu größeren Tröpfchen, die sich in den oberen Atemwegen bilden, bleiben mikroskopisch kleine Tröpfchen, die hier untersucht wurden, viel länger in der Luft schwebend und stellen somit ein höheres Risiko für luftübertragene Infektionen dar. Hier wird sich ein interdisziplinäres Forschungsteam mit der Wissenschaft der Aerosolerzeugung und Viruseinkapselung befassen, das medizinisches, biologisches und strömungsmechanisches Fachwissen verbindet. Wir werden den Schwerpunkt auf realistische Flüssigkeiten zusammen mit Viruspartikeln legen und uns auf die schnellen und empfindlichen Strömungen konzentrieren, die zu Filmbrüchen, Tröpfchenbildung, Verkapselung und Stabilisierung führen. Der Schwerpunkt liegt auf Experimenten mit hoher räumlich-zeitlicher Auflösung, Simulationen des Zerstäubungs- und Tropfenbildungsprozesses von dünnen Filmen und der biologischen Virulenz der dabei erzeugten Aerosolpartikel. Während die Forschung durch die Virulenz von SARS-CoV-2 motiviert wurde, werden auch andere Virenarten getestet, um die grundlegende Mechanismen zu entschlüsseln, die zu einer Übertragung von Krankheitserregern aus der Lunge über die Luft erlauben.

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Abgeschlossene Projekte

Das Verhalten von länglichen nicht-sphärischen Partikeln in wandnahen turbulenten Scherströmungen …
Laufzeit: 01.02.2021 bis 31.01.2024

Der Transport nicht-sphärischer Partikel in Fluiden ist für eine Reihe von industriellen Prozessen, aber auch für unsere Umwelt, von großer Bedeutung. Als Beispiele können genannt werden, Kristallisation, Papierherstellung, Widerstandsminimierung durch Fasern, Transport von Sedimenten und Bewegung von Mikroplastik in Ozeanen. Sehr häufig sind diese Prozesse durch Wandungen berandet, wie z.B. in Rührkesseln, Rohrleitungssystemen oder in Trennapparaten. Derartige Strömungsvorgänge sind in der Regel turbulent und beinhalten starke Scherschichten.

Numerische Analysen zur Auslegung und Optimierung sind heutzutage aufgrund der geringen Kosten und der damit verbundenen Möglichkeit die ablaufenden Elementarprozesse detailliert zu visualisieren sehr bedeutend. Allerdings wird bisher in den meisten Berechnungen davon ausgegangen, dass die dispergierten Partikel sphärisch sind.

Um eine zuverlässige numerische Berechnung der genannten partikelbeladenen Prozesse unter Verwendung des Punktpartikel-Euler/Lagrange Verfahrens zu ermöglichen sollen im beantragten Projekt die notwendigen Modelle für längliche nicht-sphärische Partikel grundlegend erweitert werden. Der Schwerpunkt liegt dabei besonders auf turbulenten Scherströmungen mit Wandwechselwirkungen. Beispielhaft werden als Partikel ausgeprägt längliche Formen wie Fasern und Plättchen betrachtet, da deren Modellierung durch Punktpartikelapproximationen eine besondere Herausforderung darstellt.

Zu diesem Zweck wird ein Mehrskalenansatz verfolgt, wobei zunächst die erforderlichen Beiwerte für die relevanten Strömungskräfte und Momente als auch die Wechselwirkung mit der Strömung für längliche Partikel durch voll-aufgelöste numerische Simulationen (PR-DNS) analysiert werden. Diese umfangreichen Simulationsergebnisse werden für eine öffentlich verfügbare Datenbank aufbereitet und wo erforderlich mit dreidimensionalen experimentellen Untersuchungen durch bildgebenden Messverfahren verglichen. Auf der Grundlage dieser Simulationsergebnisse werden dann Lagrangesche Modelle für Punktpartikel entwickelt und in vorhandene numerische Berechnungsprogramme (i.e. MulitiFlow und OpenFOAM) implementiert. In Bezug auf die Turbulenzmodellierung werden ergänzend LES (large-eddy simulations) und RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes) Ansätze verwendet und deren Ergebnisse verglichen. Die zu entwickelnden Modelle und Korrelationen beziehen sich im Einzelnen auf die Fluidkräfte, Widerstand, virtuelle Masse, Basset Kraft und transversale Auftriebskräfte durch Scherung und Partikelrotation, als auch die bei nicht-sphärischen Partikeln wirkenden Drehmomente.

Weiterhin müssen alle Fluidkräfte auf die Partikel durch Modifikationen aufgrund von Wandeinflüssen mit Hilfe der PR-DNS ergänzt werden um diese bei der Lagrangeschen Berechnung berücksichtigen zu können. Besonders in Flüssigkeitsströmungen mit länglichen Partikeln sind Wandeffekte sehr wichtig und werden einen großen Einfluss auf deren Orientierung in Wandnähe haben.

Schließlich sind noch detaillierte Validierungsdaten für die entwickelten Euler/Lagrange Verfahren erforderlich, welche mit einem vorhandenen geschlossenen Wasserkanal gewonnen werden sollen. Hierbei wird die Bewegung länglicher Partikel (Fasern und Plättchen), alsauch des umgebenden Fluids mit Hilfe eines zu entwickelnden dreidimensionalen Visualisierungs-verfahrens voll aufgelöst erfasst.
Durch die erfolgreiche Bearbeitung des Forschungsvorhabens werden Erkenntnisse und Modelle bereitgestellt, die eine zuverlässige numerische Vorhersage von wandnahen turbulenten Strömungen mit länglichen nicht-sphärischen Partikeln für einen weiten Anwendungsbereich ermöglichen.

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Modellentwicklung der Grobstruktursimulationen für turbulente Gas-Partikel Strömungen
Laufzeit: 01.01.2021 bis 31.12.2023

Während für unbeschränkte einphasige Strömungen eine Reihe validierter Turbulenzmodelle zur Verfügung stehen, hat sich viel weniger Forschung mit partikelbeladenen Strömungen beschäftigt. Der Einfluss von Partikeln auf die Turbulenz und die Dispersion von Partikeln aufgrund von Turbulenzen spielen eine wichtige Rolle für das Gesamtströmungsverhalten, die physikalischen Wechselwirkungen sind jedoch noch weitgehend unbekannt. Obwohl die Grobstruktursimulation (Large Eddy Simulation, LES) einen großen Einfluss auf die einphasige Strömungsmodellierung hatte, ist ein solcher Berechnungsrahmen noch nicht reif genug, um partikelbeladene Strömungen genau vorherzusagen.

Bisher verwendete Modelle zur Vorhersage turbulenter partikelbelandene Strömungen basieren typischerweise auf einphasigen Annahmen oder vereinfachten Strömungsszenarien. Die aktuellen LES-Modelle für partikelbeladene Strömungen berücksichtigen das Verhalten der unaufgelösten Skalen auf die Partikel nicht ausreichend genau und berücksichtigen nicht den Einfluss der Partikel auf die Turbulenz.

Dieses Forschungsprojekt zielt darauf ab, ein LES-Modell zu entwickeln um das komplexe Verhalten partikelbeladener unbeschränkter turbulenter Strömungen genau vorherzusagen. Um dies zu erreichen wird eine Reihe grundsätzlicher wissenschaftlicher Fragen untersucht, z.B. wie die Strömungsstatistik anhand der ungelösten Skalen genau rekonstruiert werden kann, wie die Auswirkungen des Verhaltens der Partikel auf die Turbulenz berücksichtigt werden können, und wie die Wellenzahlen bei denen die Modulation der Strömung auftritt genau vorhergesagt werden können. Ein solches neuartiges zweiphasiges LES-Modell wird aus detaillierten Studien der Wechselwirkungen zwischen Partikeln und Wirbel durch echte direkte numerische Simulationen entwickelt. Das neuartige Berechnungsmodell wird mit einer Reihe herausfordernder Testfälle geprüft und validiert.

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Nachwuchsgruppe im Emmy Noether-Programm (1. Förderphase)
Laufzeit: 01.01.2021 bis 31.12.2023

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Verhalten und Modellierung nicht sphärischer Partikel in kompressiblen Strömungen
Laufzeit: 01.11.2020 bis 31.10.2023

Dispergierte Partikel in einer Strömung sind sowohl in der Natur als auch in technischen und technologischen Anwendungen allgegenwärtig und reichen vom Sedimenttransport in Flüssen bis zur nadelfreien transdermalen Injektion von pharmazeutischen Pulvern.

Obwohl die Partikel in den meisten Anwendungen nicht kugelförmige sind, konzentrierte sich die überwiegende Mehrheit der in der Literatur veröffentlichten Forschung auf das Verhalten von kugelförmigen Partikeln in inkompressiblen Strömungen.

Eine Reihe früherer Studien hat auch das Verhalten von kugelförmigen Partikeln in kompressiblen Strömungen untersucht, ein umfassendes Verständnis des Verhaltens von nicht kugelförmigen Partikeln in kompressiblen Strömungen und ihrer Wechselwirkung mit Stoßwellen besteht jedoch nach wie vor nicht.

Insbesondere ein detailliertes Verständnis der Kräfte und Drehmomente, die auf nicht kugelförmige Partikel in Schallnahen- und überschallströmungen sowie aufgrund der Wechselwirkung mit einer Stoßwelle einwirken, ist für das Verständnis der physikalischen Phänomene in technischen Anwendungen mit partikelbeladenen kompressiblen Strömungen von entscheidender Bedeutung, z.B. die Qualität von Beschichtungen, die durch Kaltgasspritzen aufgebracht werden, oder die Behandlungssicherheit der transdermalen Arzneimittelinjektion, wurden jedoch noch nicht systematisch untersucht. Vor diesem Hintergrund besteht das Hauptziel dieses vorgeschlagenen Projekts in der detaillierten Analyse und Quantifizierung von (i) Kräften und Drehmomenten, die auf stationäre und sich bewegende nicht kugelförmige Partikel in kompressiblen Strömungen einwirken, und (ii) der Reaktion einzelner und mehrer nicht kugelförmiger Partikel auf eine vorbeiziehende Stoßwelle. Dies wird die Grundlage für eine sicherere und effizientere Gestaltung und Nutzung der relevanten technischen Anwendungen legen. Um diese Forschung zu ermöglichen, werden wir im Rahmen einer Immersed-Boundary-Methode (IBM) neue numerische Schemata entwickeln, die den Stand der Technik erweitern und einen neuartigen Ansatz vorschlagen, der für Strömungen bei allen Geschwindigkeiten anwendbar ist und häufig auftretende Probleme mit IBM für kompressible Strömungen beseitigt, sowie ein Modell für die Kräfte und Drehmomente auf nicht kugelförmige Partikel entwickeln, das für Punkt-Partikel-Simulationen verwendet werden kann.

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Akustisch getriebene Wolkenkavitation beschichteter Mikroblasen
Laufzeit: 01.07.2020 bis 30.06.2023

Akustische Kavitation, d.h. das druckgetriebene Verhalten von Blasen in einer flüssigen Umgebung, wird in einer Vielzahl von technischen Anwendungen, die von Ultraschallreinigung bis zu beschichteten Mikroblasen als Ultraschallkontrastmittel (UKM) in der medizinischen Bildgebung reichen, eingesetzt. Insbesondere die akustische Kavitation von UKM-Mikroblasen, die mit einer Phospholipid-Einzelschicht oder Proteinschicht benetzt sind, hat zu einer stetig wachsenden Anzahl diagnostischer und therapeutischer biomedizinischer Anwendungen geführt, einschließlich der gezielten Arzneimittelverabreichung und neuartiger Krebsbehandlungen. Trotz eines umfangreichen Fundus an Literatur über die akustische Kavitation von Mikroblasenwolken gibt es nach wie vor noch kein umfassendes Verständnis des Verhaltens von Wolken von beschichteten Mikroblasen in einem akustischen Feld. Insbesondere ein detailliertes Verständnis der Druck-, Geschwindigkeits- und Temperaturverteilung als Ergebnis des Kollapses der Blasenwolke ist für die Sicherheit und den Erfolg der Behandlung in biomedizinischen Anwendungen von entscheidender Bedeutung, wurde jedoch noch nicht systematisch untersucht. Vor diesem Hintergrund sind die Hauptziele des vorgeschlagenen Projekts (i) eine detaillierte Analyse des Drucks und der Temperatur in der Nähe kollabierender Mikroblasenwolken und (ii) ein umfassender Vergleich der akustischen Wolkenkavitation von unbeschichteten und beschichteten Mikroblasen, was gemeinsam den Grundstein für eine sicherere und effizientere Nutzung der akustischen Kavitation in biomedizinischen Anwendungen legen wird. Um diese Forschung zu ermöglichen, werden wir im Rahmen eines Euler-Lagrange-Algorithmus neue numerische Berechnungsmethoden entwickeln, die den Stand der Technik erweitern, indem aktuelle Einschränkungen hinsichtlich der Blasengröße beseitigt und die Temperaturvorhersage in Flüssigkeiten erheblich verbessert werden. Insbesondere für biomedizinische Anwendungen erwarten wir, dass solche numerische Methoden ein wertvolles Forschungsinstrument darstellen, das Experimente ergänzen kann.

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Design of Novel Fluidized Bed Processes for Plastics Recycling
Laufzeit: 01.08.2022 bis 31.05.2023

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines neuartigen und flexiblen Verfahrens auf Basis der Wirbelschichttechnologie zur Co-Pyrolyse von Biomasse und Kunststoffabfällen zur Herstellung verwertbarer Rohstoffe.
Die Entwicklung dieses neuen Prozesses muss auf der detaillierten Modellierung der chemischen und physikalischen Phänomene des Umwandlungsprozesses mit dem komplexen Verhalten innerhalb eines Wirbelbetts basieren. Besonderes Augenmerk muss auf die physikalisch-chemischen Eigenschaften und die Morphologie der verwendeten Rohstoffe sowie auf deren Entwicklung während des Umwandlungsprozesses gelegt werden.
Als erster Schritt wird eine detaillierte Bewertung des Stands der Technik bei der Pyrolyse (Co-Pyrolyse) von Biomasse und Abfall auf intrinsischer Ebene durchgeführt, mit dem Ziel, die relevantesten entwickelten kinetischen Mechanismen und Parameter zu identifizieren und bisher in der Praxis umgesetzt. Solche Ergebnisse werden mit den Ergebnissen der Pyrolyse einzelner ausgewählter Verbindungen und ihrer Mischungen verglichen. Dies wird die kinetischen Parameter der Umwandlung als Funktion der Rohstoffzusammensetzung und der Prozessbedingungen liefern und die gleichzeitige Identifizierung der relevantesten Wissens- und methodischen Lücken in der Pyrolysemodellierung solch komplexer Mischungen auf intrinsischer und Partikelebene ermöglichen. Darüber hinaus werden auch die Reaktionswärme und das thermische Verhalten der verschiedenen Materialien untersucht, insbesondere mit dem Ziel, die Erweichungs- und Schmelzpunkte der Rohstoffkombinationen zu ermitteln, die zu Agglomerationsproblemen und Verstopfungen führen können.
Dies wird mit der Bewertung des Stands der Technik zur Pyrolyse
(Co-Pyrolyse) von Kunststoffabfällen und Biomasse auf Reaktorebene kombiniert mit dem Ziel, die relevantesten Lösungen sowie Prozessbeschränkungen (Sintern, Agglomeration) zu identifizieren , De-fluidisierung, Spannen, …) in Wirbelschichtreaktoren, die zur Pyrolyse von Biomasse und Abfall verwendet werden.
Abschließend werden alle diese Informationen mittelfristig in ein detailliertes Rechenmodell umgesetzt. Basierend auf diesem umfassenden Modell wird die optimale mehrstufige Reaktorkonfiguration ermittelt.

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Einsatz von Raumluftreiniger an Schulen
Laufzeit: 01.05.2021 bis 30.09.2022

In diesem Projekt werden wir grundlegende Untersuchungen zur Entstehung und Ausbreitung von Aerosolen in Innenräumen durchführen, wobei die Raumgeometrie, die Quellstärke der Aerosole, die Wirkung der Belüftung und die Wirkung eines Raumluftfilters berücksichtigt werden. Wir werden eine Reihe offener Fragen beantworten, die die wirksame Entfernung von Aerosolen, die von Menschen in Innenräumen verursacht werden, ermöglichen soll. Die offenen Forschungsfragen in diesem Kontext sind:

  • Was sind die Menge an Aerosolen, die von Menschen beim Atmen, Sprechen, Husten und Singen produziert werden?
  • Wie ist die Größenverteilung der produzierten Aerosole?
  • Was ist die Ausbreitungsrate der Aerosole in einem geschlossenen Raum?
  • Was ist die beste Strategie für die Ventilation von geschlossenen Räumen, um das langfristige Vorhandensein dieser Aerosole in den Innenräumen zu verhindern?
  • Wie effektiv sind Raumluftfilter mit HEPA Filter oder mit UV Licht?

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Nichtlineare Kapillarsysteme mit tensidebeladenen Grenzflächen
Laufzeit: 01.07.2019 bis 30.06.2022

Theoretische Studien der physisch-chemischen Hydrodynamik von Kapillarsystemen mit Tensiden haben sich bisher vorzugsweise auf das lineare Regime konzentriert, was diese Studien auf kleine Obflächenamplituden, diffusionsdominierten Transport von unlöslichen Tensiden und kleine Reynoldszahlen beschränkt. Ein ausführliches Verständnis des Einflusses von tensidebeladenen Grenzflächen mit endlicher Amplitude und der Adsorptionskinetik von löslichen Tensiden, welche für Anwendung im Bioingenieurwesen bis hin zu Fertigungsverfahren von direkter Bedeutung sind, ist daher nicht vorhanden. Das vorgeschlagene Forschungsprojekt untersucht das nichtlineare Verhalten von tensidebeladenen Kapillarsystemen, wobei es sich auf die Dispersion und Dämpfung von Kapillarwellen mit endlicher Amplitude, sowie auf die Entwicklung und Stabilisierungsmechanismus von Einzelwellen auf flüssigen trägheitsdominierten Fallfilmen, unter dem Einfluss von unlöslichen und löslichen Tensiden konzentriert. Dies wird ein detailliertes Verständnis der Wechselwirkung von unlöslichen und löslichen Tensiden mit oberflächenspannungsdominierten Grenzflächenbewegungen, sowie deren Effekt auf die Entwicklung und Dämpfung von Grenzflächenwellen, in einem weiten Bereich von Längenskalen für visko-kapillare und trägheitsdominierte Strömungen beisteuern. Um diese Strömungen zu untersuchen werden wir neue numerische Methoden zur Simulation von Grenzflächenströmungen mit löslichen Tensiden im Rahmen der Kontinuumsmechanik entwickeln, welche gemeinsam mit modernen numerischen Berechnungsprogrammen ein rationales computergestütztes Rechenmodell für die genaue Modellierung von unlöslichen und löslichen Tensiden bereitstellt.

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Nichtlineare Kapillarsysteme mit tensidebeladenen Grenzflächen
Laufzeit: 01.07.2019 bis 30.06.2022

An Fluidgrenzflächen adsorbierte oberflächenaktive Substanzen sind allgegenwärtig und das Verständnis ihres subtilen, aber oft dominanten Einflusses ist daher für eine Vielzahl von technischen Anwendungen und Naturphänomenen von zentraler Bedeutung. Theoretische Untersuchungen zur physikalisch-chemischen Hydrodynamik von Kapillarsystemen mit Tensiden beschränkten sich bisher überwiegend auf einfache Tenside, Fälle ohne Topologieänderungen und kleine Reynolds-Zahlen. Infolgedessen gibt es kein umfassendes Verständnis des Einflusses von tensidebeladenen Grenzflächen mit endlicher Amplitude, Oberflächenviskosität und Trägheit, der in technischen Anwendungen von der Biotechnik bis zur Fertigung wichtig ist, in Kapillarsystemen einschließlich Änderungen der Grenzflächentopologie. Dieses Projekt untersucht die grundlegenden physikalischen Mechanismen, die mit dem nichtlinearen Verhalten von tensidbeladenen Kapillarsystemen verbunden sind, und konzentriert sich auf den subtilen, aber wichtigen Einfluss der Oberflächenviskosität sowie die Entwicklung von Kapillarinstabilitäten und -fragmentierung. Dies wird zu einem detaillierteren Verständnis der Wechselwirkung von Oberflächenviskosität und Trägheit mit der oberflächenspannungsdominierten Grenzflächenbewegung und ihrer Auswirkungen auf Topologieänderungen in Kapillarsystemen über einen weiten Bereich von Längenskalen beitragen. Um diese Strömungen zu untersuchen, werden neue numerische Methoden zur Simulation von Grenzflächenströmungen mit unlöslichen Tensiden und Oberflächenviskosität im Bereich der Kontinuumsmechanik entwickelt, die, integriert in modernste numerische Simulationswerkzeuge, einen rationalen rechnerischen Rahmen für die genaue Modellierung oberflächenaktiver Substanzen stellt.

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Präzisionsreinigung mit Mikrojets
Laufzeit: 01.01.2021 bis 28.02.2022

In diesem Forschungsprojekt wird die Entfernung unpolarer tröpfchenartiger Verunreinigungen durch einen schnellen und transienten Wasserstrahl untersucht. Dazu werden Experimente und Strömungssimulationen von laserinduzierten Kavitationsblasen auf einer mikroskopischen Raumskala und einer Submikrosekunden-Zeitskala zur quantitativen Analyse durchgeführt. Die durch den asymmetrischen Blasenkollaps gebildeten Mikrojets erreichen Geschwindigkeiten von bis zu 100 m/s und erzeugen Wandschubspannungen von über 105 Pa. Anhand dieser Mikrojets gehen wir der Frage nach, welche Stärke und Einwirkungszeit der erzeugten Wandschubspannungen entstehen durch den Strahl ist notwendig, um hochviskose, unpolare Verschmutzungen und Rückstände zu entfernen. Die angestrebten Experimente und Simulationen ermöglichen es, die Mechanismen der Reinigung mit bisher nicht erreichter mikroskopischer Präzision zu verstehen und den Weg für neue Techniken der kavitationsgestützten Präzisionsreinigung zu ebnen.

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A study concerning in silico simulations of dry powder inhalers
Laufzeit: 01.08.2018 bis 31.01.2022

In diesem Projekt führen wir Diskrete Elementsimulationen von Agglomeraten, die auf andere Agglomerate aufprallen, und von Agglomeraten, die auf eine Wand aufprallen, durch. Die Agglomerate bestehen aus mehreren kleinen Primärpartikeln. In den Simulationen haben wir die Haftfähigkeit der Primärpartikel, die Agglomeratgröße sowie die Aufprallgeschwindigkeit des Aufpralls variiert. Die quantitativen Trends in den Ergebnissen der Simulationen wurden durch eine dimensionale Analyse des Problems erfasst, und die resultierende Anpassung einer aufgelösten Mikroskalenmodellierung der Auswirkungen wurde verwendet, um ein diskretes Fragmentierungsmodell auf Makroebene zu konstruieren, um Agglomerate zu beschreiben Fragmentierung im Rahmen des Diskreten-Elemente-Modells, jedoch ohne die Notwendigkeit, das Verhalten jedes einzelnen Primärteilchens aufzuklären. Die Funktionsweise des diskreten Fragmentierungsmodells wurde mit den Ergebnissen der detaillierten Mikrosimulationen validiert.

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GRK 1554 "Graduiertenkolleg Mikro-Makro-Wechselwirkungen in strukturierten Medien und Partikelsystemen"
Laufzeit: 30.04.2014 bis 31.03.2019

Many materials or media in nature and technology possess a microstructure, which determines their macro behaviour. Despite of possible difficulties to describe the morphology of this structure, the knowledge of the relevant mechanisms is often more comprehensive on the micro than on the macro scale. On the other hand, not all information on the micro level is relevant for the understanding of the macro behaviour. Therefore, averaging and homogenization methods are needed to select only the specific information from the micro scale, which influences the macro scale. These methods would also open the possibility to design or to influence microstructures with the objective to optimize their macro behaviour. Study and development of new methods in this interdisciplinary field of actual research will be under the supervision of professors from different engineering branches, applied mathematics, theoretical, and computational physics.

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Forschungs- und Entwicklungsprojekt zur Herstellung eines Katalysatorproduktes
Laufzeit: 01.01.2014 bis 31.12.2018

Forschungs- und Entwicklungsprojekt zur Katalysatorentwicklung: Gemeinsam mit der TRG Cyclamin GmbH Schönebeck wird gegenwärtig ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt zur Katalysatorentwicklung bearbeitet. Auf der Basis von mineralischen Recyclingprodukten, die auf Grund ihres räumlichen Strukturgerüstes große Oberflächen bilden können, werden unter reaktiven Bedingungen Adsorbentien für einen industriellen Einsatz hergestellt. Die Entwicklung verfolgt das Ziel, Adsorptionsmittel zu erzeugen, die sowohl den rauen technischen Einsatzbedingungen genügen als auch über eine hohe Adsorptionsfähigkeit verfügen. Diese Eigenschaften lassen sich meßtechnisch mit Hilfe von Festigkeitsuntersuchungen und Oberflächenmessungen mit Hilfe der Tieftemperatur-Stickstoff-Adsorption erfassen. Besonders geeignet erweist sich die von R.Haul und G. Dümbgen vereinfachte Messmethode zur Bestimmung der spezifischen Oberfläche nach DIN 66132 (Einpunkt-BET-Verfahren). Die experimentellen Untersuchungen werden mit dem Messgerät Areameter II der Firma Juwe Laborgeräte GmbH durchgeführt. Im Herstellungsverfahren der Produkte werden neben den unterschiedlichen Reaktionsbedingungen, die sehr wesentlich durch die Temperaturprofilierung beeinflusst werden, auch Zusatzkomponenten getestet, die wiederum dem Zweck dienen, eine Vielzahl von hochenergetischen Adsorptionsplätzen zu schaffen. Im Zusammenhang mit der Ermittlung der spezifischen Oberfläche kommt der Untersuchung der Aktivierungsreaktion eine besondere Bedeutung zu. In Abhängigkeit von den jeweiligen Bedingungen im Herstellungsverfahren sind die optimalen Parameter zur Voraktivierung der Materialien und deren Einfluß auf die spezifische Oberfläche zu untersuchen. Im Ergebnis des Forschungs- und Entwicklungsprojektes zur Katalysatorentwicklung sind standardisierte Verfahren zu ermitteln, die den Bedingungen eines technischen Herstellungsprozesses genügen.

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Maßgeschneiderte superparamagnetische Nanopartikel für Anwendungen in Medizin und Pharmazie
Laufzeit: 01.01.2015 bis 31.12.2018

Superparamagnetische Eisenoxid-Nanopartikel (SPIO-NP), wie Magnetit Fe3O4 und Maghemit -Fe2O3, zählen zu den am häufigs­t­en angewendeten biokompatiblen Partikelsystemen in der Biomedizin. Diese Nanopartikel bieten durch ihre physikalischen Eigenschaften (u.a. die Partikelgröße) vielfältige Vorteile bei diagnostischen und therapeutischen Anwendungen in der Medizin (gezielte  Freisetzung von Wirkstoffen in den Organen, eine verbesserte Pharmakinetik und -dynamik, lokale Verabreichungsmöglichkeiten). Obwohl beträchtliche Fortschritte bei der Untersuchung der Partikelbildungsprozesse magnetischer Nanopartikel erzielt wurden, bleibt die Notwendigkeit bestehen, fundamentale Aspekte der Herstellung magnetischer Fluide zu lösen und zu optimieren (größenkontrollierte Synthese und Stabilität der Nanopartikel, enge Partikelgrößenverteilungen, Biokompatibilität der Beschichtungen, Bindung des Wirkstoffes und physiologische Parameter). Zwar steht heute bereits eine Anzahl von biokompatiblen superparamagnetischen Eisenoxid-Nanopartikel als sogenannte Einzeldomänen-Partikel mit hoher Magnetisierbarkeit zur Verfügung, deren Primärpartikelgrößen liegen aber nur zwischen 3 und 15 nm (einzelne Partikel). Bei Agglomeraten bzw. Aggregaten in Form von Multidomänen-Partikeln werden Durchmesser von bis zu 100 nm erreicht, diese Partikel haben zwar eine relativ hohe Magnetisierbarkeit, die sich aber nur aus der Summation  der im Aggregat enthaltenen Partikel ergibt. Größere Eindomäne-Partikel hätten den Reiz, aufgrund der volumenproportionalen Magnetisierbarkeit zur dritten Potenz zu skalieren, aber trotzdem die schaltbaren superparamagnetischen Eigenschaften und die Suspensionsstabilität zu behalten. Aufgrund  der Agglomeration ist die Anwendbarkeit in der Biomedizin eingeschränkt. Die Herstellungsprozesse in flüssiger Phase laufen als komplexe, wechselseitig verschaltete Mikroprozesse ab und sind noch nicht umfassend erforscht.

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Herstellung siRNA-modifizierter PBCA-Nanopartikel zur Überwindung der Blut-Hirn-Schranke
Laufzeit: 01.10.2014 bis 30.09.2018

Gegenwärtig sind etwa 98 Prozent der zugelassenen Pharmazeutika nicht in der Lage, die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden. Therapeutisch wirksame Proteine, wie Antikörper, Wachstumsfaktoren oder RNA, haben heutzutage enorm an Bedeutung gewonnen als ein innovativer Ansatz zur Behandlung von Erkrankungen des zentralen Nervensystems. Der Transport dieser Proteine durch die Blut-Hirn-Schranke mit Hilfe von oberflächenmodifizierten Nanopartikel-Systemen auf Basis von Polybutylcyanoacrylat (PBCA) bietet den Vorteil, dass die wirksamen Proteine während der Applikation geschützt sind, die Blut-Hirn-Schranke überwinden können und so das Zellgewebe und die Neuronen erreichen.   
In diesem Projekt werden Nanopartikel aus Polybutylcyanoacrylat mit Hilfe des Emulsions- und Miniemulsionspolymerisationsprozesses hergestellt, wobei die PBCA-Partikeloberfläche u.a. mit Tween 80, Dextran etc. modifiziert wird. Zur Sichtbarmachung der Partikel wird ein Fluoreszenzmarker, wie Rhodamin,verwendet. Die siRNA soll an das PBCA-Nanopartikel gebunden werden, um so im Gehirn einen Hauptmittler für den Zelltod, das Caspase 3, stillzulegen.

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Druck-, Stoß- und Bruchverhalten feuchter kugelfömiger Granulate
Laufzeit: 13.01.2013 bis 13.01.2018

Gegenstand der Arbeit bilden die experimentelle Ermittlung und physikalisch begründete Beschreibung der Mikro-Makro-Wechselwirkungen feuchter Granulate bei Druck- und Stoßbeanspruchung. Mikromechanische Wechselwirkungen sind Mikrobruchprozesse sowie Mikroeigenschaften der Primärpartikel und Flüssigkeitsbrücken. Makromechanische Wechselwirkungen kennzeichnen das Makroverhalten der feuchten Granulate bezüglich des Deformationsverhaltens, der Bruchvorgänge und der Energiedissipation im ganzen Granulatkorn. Die gewonnenen Daten werden mit der Diskrete-Elemente-Methode (DEM) in 3 Dimensionen simuliert.

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Statische und dynamische Beanspruchung elastischer, plastischer und viskoser Granulate
Laufzeit: 01.01.2015 bis 31.12.2017

Ziel dieses Projektes ist die Modellierung der verteilten mechanischen Eigenschaften von inhomogenen Feststoffen,wie z.B. Agglomerate. Es soll ein Master-Modell für die Beschreibung der zeitunabhängigen und zeitabhängigen Deformation gefunden werden, um so die Herstellung von feuchten Granulaten zu optimieren. letztendlich werden Methoden gefunden, um Designergranulate herstellen zu können. Somit ist eine  qualitative Analyse der Einflüsse von Prozess- u. Umweltbedingungen auf Agglomerate und die  Produktqualität möglich.

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Untersuchung, Modellierung und Simulation der quasistatischen Druckbeanspruchung gebundener Modellpellets
Laufzeit: 01.01.2015 bis 31.12.2017

Als Gegenstand dieses Projektes werden die experimentelle Untersuchung, Modellierung und Simulation des Druck- und Bruchverhaltens von Pellets unterschiedlicher Struktur, Größe und Form ausgewählt. In dem ersten Projektschritt sollen Pellets bekannter Primärpartikelanzahl mit zufälliger Packungsstruktur experimentell untersucht werden.Die 3D-Struktur einiger ausgewählter Pellets soll mittels REM und μ-Computertomographie vor mechanischer Beanspruchung analysiert werden. Die Anzahl der Primärpartikel soll ermittelt werden. Die Koordinaten der Feststoffbrücken zwischen den Partikeln sollen aufgenommen werden. Die Pellets sollen danach bis zum Bruch belastet werden. Das quasistatische Druckverhalten der Packungsstrukturen soll ausführlich analysiert werden. Der nächste Ansatzpunkt stellt die Modellierung der Pellets mittels der DEM dar. Die mit der μ-Computertomographie abgebildeten Pellets können in 3 Dimensionen nachgebildet und modelliert werden. Die erforderlichen Stoffwerte und Parameter zur Kalibrierung der Primärpartikel werden aus vorausgegangenen Arbeiten entnommen. Das Druck- und Bruchverhalten der Pellets soll dann mit weiterführenden Simulationen modelliert werden. In diesem Schritt sollen die Kraft-Weg-Kurven der modellierten Pellets beim Druckversuch mit den experimentell ermittelten Kraft-Weg-Kurven kalibriert werden. Die Wechselwirkungen in der Mikro- und Makrostruktur der Pellets sollen bestimmt werden, der Verlauf von Spannungen und die Rissentstehung und -ausbreitung werden detailliert verfolgt. Zusätzlich sollen die Energiewerte und die verrichtete Verformungsarbeit aufgezeichnet werden. Damit werden tiefere Einblicken in die Ursachen und die komplexe Dynamik der Bruchprozesse von Granulaten erhalten. Die weiteren Forschungsziele dieses Projekts umfassen die Herstellung und Untersuchung der Modellpellets mit Primärpartikeln, deren Durchmesser im Mikrometer-Bereich liegt. Die Anwendbarkeit neuer Bindemittel wie mikrokristalline Zellulose, Polyvinylacetat, Polyurethane soll überprüft werden.

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Modellierung und dynamische Simulation mehrstufiger Partikel-Querstromtrennungen in einem turbulenten Fluidstrom
Laufzeit: 01.06.2015 bis 31.05.2017

Die Arbeit befasst sich mit der Modellierung und dynamischen Simulation der mehrstufigen Partikel-Querstromtrennung in einem turbulenten Fluidstrom.

Die Möglichkeit einer scharfen Trennung und die damit verbundene gute Aufbereitung von Rohstoffen, Zwischenprodukten und Abfällen ist für verschiedene Industriezweige von entscheidender Bedeutung. Ein Ansatz, die erforderliche Trennung durchzuführen, bietet die mehrstufige Aerosortierung mit Hilfe eines Zick-Zack-Sichters. Das Verfahren ist seit geraumer Zeit bekannt und kommt vor allem in der stoffwandelnden Industrie zum Einsatz: neben der Zementaufbereitung spielt die mehrstufige Querstromtrennung bei der Trennung von Kabelschrott oder der Trennung von Stielen und Blättern in der Tabak- und Teeindustrie eine wichtige Rolle.
Ausschlaggebend für den verbreiteten Einsatz der mehrstufigen Aerosortierung ist neben den sehr guten Prozessleistungen die nahezu beliebig einstellbare Trennkorngröße im µm- und unteren mm-Bereich. Die Trenndichte erstreckt sich ebenfalls über einen sehr großen Bereich. Außerdem kann der Durchsatz von 5 bis 15 t∙m-2∙h-1 durch Parallelschaltung mehrerer Kanäle nahezu beliebig erhöht werden. Die Trennschärfe wird maßgeblich von der Anzahl der Trennstufen beeinflusst.
Den Vorteilen stehen allerdings auch einige Nachteile gegenüber. Auf Grund von Segregation im Vorratsbunker stellen sich Schwankungen im Aufgabestrom hinsichtlich Menge und wichtigen Partikeleigenschaften (Größe, Dichte, Form) ein. Daraus resultiert eine örtlich und zeitlich verteilte Partikelbeladung der Luft, die sich negativ auf die Trennung und den mit dem Druckverlust verbundenen Leistungsbedarf auswirken kann. In der Folge kann sich die turbulente Strömung unter Umständen zu einer pulsierenden Strömung entwickeln. Während eine zunehmende Anzahl an Trennstufen die Trennschärfe verbessert, steigen der Druckverlust und der damit verbundene Energiebedarf an. Der Einfluss des Schwarmverhaltens bei höheren Beladungen muss ebenfalls berücksichtigt werden. Aus der unbekannten Prozesskinetik resultiert eine mangelhafte Prozesszuverlässigkeit.
Ziel der Arbeit ist die Entwicklung numerischer Modelle für die partikelbeladene Luftströmung auf Basis von gekoppelten CFD-DEM-Simulationen mit ANSYS Fluent (www.ansys.com). Die Validierung der Simulation erfolgt mittels PTV-Messungen und dem Vergleich von Trennfunktionen und Trennschärfen aus Simulation und Experiment.

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Publikationen

2023

Buchbeitrag

Graph networks as inductive bias for genetic programming - symbolic models for particle-laden flows

Reuter, Julia; Elmestikawy, Hani; Evrad, Fabien; Mostaghim, Sanaz; Wachem, Berend

In: Genetic Programming , 1st ed. 2023. - Cham : Springer Nature Switzerland ; Pappa, Gisele, S. 36-51 - (Lecture notes in computer science; volume 13986) [Konferenz: 26th European Conference on Genetic Programming, EuroGP 2023, Brno, Czech Republic, April 12-14, 2023]

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Numerical study on the impact of large air purifiers, physical distancing, and mask wearing in classrooms

Jain, Aman; Duill, Finn F.; Schulz, Florian; Beyrau, Frank; Wachem, Berend

In: Atmosphere - Basel, Switzerland : MDPI AG, Bd. 14 (2023), Heft 4, Artikel 716, insges. 17 S.

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Landscape analysis of multi-objective control of fluidized beds

Jamil, Iffat; Mostaghim, Sanaz; Wachem, Berend; Chéron, Victor; Hausmann, Max

In: Proceedings of the Companion Conference on Genetic and Evolutionary Computation - New York, NY, United States : Association for Computing Machinery . - 2023, S. 1950-1955 [Konferenz: Companion Conference on Genetic and Evolutionary Computation, GECCO '23 Companion, Lisbon, Portugal, July 15 - 19, 2023]

2022

Buchbeitrag

Towards improving simulations of flows around spherical particles using genetic programming

Reuter, Julia; Cendrollu, Manoj; Evrard, Fabien; Mostaghim, Sanaz; Wachem, Berend

In: Kongress: 2022 IEEE Congress on Evolutionary Computation, CEC, Padua, Italy, 18-23 July 2022, 2022 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC)/ IEEE Congress on Evolutionary Computation - Piscataway, NJ, USA: IEEE . - 2022

Buchbeitrag

A unified algorithm for interfacial flows with incompressible and compressible fluids

Denner, Fabian; Wachem, Berend

In: Advances in Fluid Mechanics - Singapore: Springer Nature Singapore; Zeidan, Dia . - 2022, S. 179-208

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Characterizing Lagrangian particle dynamics in decaying homogeneous isotropic turbulence using proper orthogonal decomposition

Schiødt, M.; Hodžić, A.; Evrard, F.; Hausmann, M.; Wachem, Berend van; Velte, C. M.

In: Physics of fluids - Melville, NY : American Institute of Physics, Bd. 34 (2022), Artikel 063303$a6, insges. 12 S.

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Modeling of interfacial mass transfer based on a single-field formulation and an algebraic VOF method considering non-isothermal systems and large volume changes

Zanutto, Conrado P.; Paladino, Emilio E.; Evrard, Fabien; Wachem, Berend; Denner, Fabian

In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.]: Elsevier Science, Bd. 247 (2022)

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Acoustic black hole analogy to analyze nonlinear acoustic wave dynamics in accelerating flow fields

Schenke, S.; Sewerin, F.; Wachem, Berend van; Denner, Fabian

In: Physics of fluids - Melville, NY : American Institute of Physics, Bd. 34 (2022), Heft 9, Artikel 097103, insges. 15 S.

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Breaching the capillary time-step constraint using a coupled VOF method with implicit surface tension

Denner, Fabian; Evrard, Fabien; van Wachem, Berend

In: Journal of computational physics - Amsterdam: Elsevier, Bd. 459 (2022)

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Explicit predictor-corrector method for nonlinear acoustic waves excited by a moving wave emitting boundary

Schenke, Sören; Sewerin, Fabian; van Wachem, Berend; Denner, Fabian

In: Journal of sound and vibration - London: Academic Press, Bd. 527 (2022)

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Modeling interfacial mass transfer of highly non-ideal mixtures using an algebraic VOF method

Zanutto, Conrado P.; Evrard, Fabien; van Wachem, Berend; Denner, Fabian; Paladino, Emilio E.

In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.]: Elsevier Science, Bd. 251 (2022)

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Reducing volume and shape errors in front tracking by divergence-preserving velocity interpolation and parabolic fit vertex positioning

Gorges, Christian; Evrard, Fabien; van Wachem, Berend; Denner, Fabian

In: Journal of computational physics - Amsterdam: Elsevier, Bd. 457 (2022)

Begutachteter Zeitschriftenartikel

An efficient model for subgrid-scale velocity enrichment for large-eddy simulations of turbulent flows

Hausmann, M.; Evrard, F.; Wachem, Berend van

In: Physics of fluids - Melville, NY : American Institute of Physics, Bd. 34 (2022), Artikel 115135$a11, insges. 18 S.

2021

Buchbeitrag

Unit-aware multi-objective genetic programming for the prediction of the stokes flow around a sphere

Zille, Heiner; Mostaghim, Sanaz; Evrard, Fabien; Wachem, Berend

In: Proceedings of the Genetic and Evolutionary Computation Conference Companion/ Chicano - New York,NY,United States: Association for Computing Machinery; Chicano, Francisco . - 2021, S. 327-328

Buchbeitrag

Assessment of multi-objective coevolutionary genetic programming for predicting the stokes flow around a sphere

Zille, Heiner; Evrard, Fabien; Reuter, Julia; Mostaghim, Sanaz; Wachem, Berend

In: EUROGEN 2021 - ECCOMAS Proceedia; Gauger, Nicolas . - 2021, S. 171-190

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Quantifying the errors of the particle-source-in-cell Euler-Lagrange method

Evrard, Fabien; Denner, Fabian; Wachem, Berend

In: International journal of multiphase flow - Oxford: Pergamon Press, Bd. 135 (2021)

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Strong shear flows release gaseous nuclei from surface micro- and nanobubbles

Ren, Zibo; Liu, Shuhong; Tan, Beng Hau; Denner, Fabian; Evrard, Fabien; Wachem, Berend; Zuo, Zhigang; Ohl, Claus-Dieter

In: Physical review fluids - College Park, MD: APS, Bd. 6 (2021), 4, insges. 19 S.

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Predicting laser-induced cavitation near a solid substrate

Denner, Fabian; Evrard, Fabien; Reuter, Fabian; Gonzalez-Avila, Silvestre Roberto; Wachem, Berend; Ohl, Claus-Dieter

In: Proceedings in applied mathematics and mechanics - Weinheim : Wiley-VCH, Bd. 20 (2021), Heft 1, Artikel e202000007, insges. 2 S.

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Reversal and inversion of capillary jet breakup at large excitation amplitudes

Denner, Fabian; Evrard, Fabien; Castrejón-Pita, Alfonso Arturo; Castrejón-Pita, José Rafael; Wachem, Berend

In: Flow, turbulence and combustion - Dordrecht [u.a.]: Springer Science + Business Media B.V. . - 2021, insges. 21 S.

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Multiscale modeling and validation of the flow around Taylor bubbles surrounded with small dispersed bubbles using a coupled VOF-DBM approach

Cerqueira, Rafael F. L.; Paladino, Emilio E.; Evrard, Fabien; Denner, Fabian; Wachem, Berend

In: International journal of multiphase flow - Oxford: Pergamon Press, Bd. 141 (2021)

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Forschungsarbeiten am Institut für Verfahrenstechnik der OttovonGuerickeUniversität Magdeburg

Reichl, Udo; Seidel-Morgenstern, Andreas; Sundmacher, Kai; Tsotsas, Evangelos; Wachem, Berend

In: Chemie - Ingenieur - Technik - Weinheim : Wiley-VCH Verl., Bd. 93 (2021), Heft 3, S. 345-352

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Gene therapy with caspase-3 small interfering RNA-nanoparticles is neuroprotective after optic nerve damage

Tawfik, Mohamed; Zhang, Xiwei; Grigartzik, Lisa; Heiduschka, Peter; Hintz, Werner; Henrich-Noack, Petra; Wachem, Berend; Sabel, Bernhard A.

In: Neural regeneration research: NRR - Mumbai: Wolters Kluwer Health Medknow, 2006, Bd. 16 (2021), 12, S. 2534-2541

Begutachteter Zeitschriftenartikel

The impact of large mobile air purifiers on aerosol concentration in classrooms and the reduction of airborne transmission of SARS-CoV-2

Duill, Finn F.; Schulz, Florian; Jain, Aman; Krieger, Leve; Wachem, Berend; Beyrau, Frank

In: International journal of environmental research and public health - Basel: MDPI AG, Bd. 18 (2021), 21, insges. 31 S.

Nicht begutachteter Zeitschriftenartikel

The impact of large mobile air purifiers on aerosol concentration in classrooms and the reduction of airborne transmission of SARS-CoV-2

Duill, Finn Felix; Schulz, Florian; Jain, Aman Kumar; Krieger, L.; Wachem, Berend; Beyrau, Frank

In: medRxiv - Cold Spring Harbor: Cold Spring Harbor Laboratory . - 2021, insges. 42 S.

2020

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Gas flow distribution and solid dynamics in a thin rectangular pressurized fluidized bed using CFD-DEM simulation

Liu, Daoyin; Song, Jialong; Ma, Jiliang; Chen, Xiaoping; Wachem, Berend

In: Powder technology: an international journal on the science and technology of wet and dry particulate systems - Amsterdam [u.a.]: Elsevier Science, Bd. 373.2020, S. 369-383

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Analysis, modelling and simulation of the fragmentation of agglomerates

Wachem, Berend; Thalberg, Kyrre; Nguyen, Duy; Martin de Juan, Luis; Remmelgas, Johan; Niklasson-Bjorn, Ingela

In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.]: Elsevier Science, Volume 227 (2020), article 115944

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Modeling acoustic cavitation using a pressure-based algorithm for polytropic fluids

Denner, Fabian; Evrard, Fabien; Wachem, Berend

In: Fluids - Basel: MDPI, Volume 5 (2020), issue 2, article 69, 16 Seiten

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Experimental investigation of the grade efficiency of a zigzag separator

Lukas, Eduard; Roloff, Christoph; Wachem, Berend; Thévenin, Dominique

In: Powder technology: an international journal on the science and technology of wet and dry particulate systems - Amsterdam [u.a.]: Elsevier Science, Bd. 369.2020, S. 38-52

2019

Begutachteter Zeitschriftenartikel

The effect of the presence of very cohesive Geldart C ultra-fine particles on the fluidization of Geldart A fine particle beds

Kamranian Marnani, Abbas; Bück, Andreas; Antonyuk, Sergiy; Wachem, Berend; Thévenin, Dominique; Tomas, Jürgen

In: Processes - Basel: MDPI, Volume 7, issue 1 (2019), article 35, insgesamt 28 Seiten

Begutachteter Zeitschriftenartikel

The effect of very cohesive ultra-fine particles in mixtures on compression, consolidation, and fluidization

Kamranian Marnani, Abbas; Bück, Andreas; Antonyuk, Sergiy; Wachem, Berend; Thévenin, Dominique; Tomas, Jürgen

In: Processes - Basel: MDPI, Volume 7, issue 7 (2019), article 439, insgesamt 20 Seiten

Begutachteter Zeitschriftenartikel

How nanoparticle physicochemical parameters affect drug delivery to cells in the retina via systemic interactions

You, Qing; Sokolov, Maxim; Grigartzik, Lisa; Hintz, Werner; Wachem, Berend; Henrich-Noack, Petra; Sabel, Bernhard A.

In: Molecular pharmaceutics - Washington, DC: American Chemical Society, 2004, Bd. 16.2019, 12, S. 5068-5075

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Major effects on blood-retina barrier passage by minor alterations in design of polybutylcyanoacrylate nanoparticles

You, Qing; Hopf, Talea; Hintz, Werner; Rannabauer, Stefan; Voigt, Nadine; Wachem, Berend; Henrich-Noack, Petra; Sabel, Bernhard A.

In: Journal of drug targeting - Abingdon: Taylor & Francis Group, Bd. 27 (2019), 3, S. 338-346

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Numerical investigation and experimental comparison of the gas dynamics in a highly underexpanded confined real gas jet

Xiao, Cheng-Nian; Fond, Benoit; Beyrau, Frank; TJoen, Christophe; Henkes, Ruud; Veenstra, Peter; Wachem, Berend

In: Flow, turbulence and combustion - Dordrecht [u.a.]: Springer Science + Business Media B.V., Bd. 103 (2019), 1, S. 141-173

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Particle dynamics investigation by means of shadow imaging inside an air separator

Roloff, Christoph; Lukas, Eduard; Wachem, Berend; Thévenin, Dominique

In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 195.2019, S. 312-324

2018

Abstract

Phosphor thermometry for the validation of computational fluid dynamics simulations of heat transfer in compressible real-gas flows

Fond, Benoit; Xiao, Cheng; Abram, Christopher; T'Joen, Christophe; Wachem, Berend; Beyrau, Frank

In: Inaugural International Conference on Phosphor Thermometry : July 25th -27th, 2018, Technology and Innovation Centre, University of Strathclyde, Glasgow, Scotland - Glasgow , 2018 [Konferenz: Inaugural International Conference on Phosphor Thermometry, IGET 2018, Glasgow, Scotland, July 25th -27th, 2018]

Abstract

Simultaneous measurements of the thermal and velocity boundary layer over a heated flat plate using thermographic laser Doppler velocimetry

Ojo, Anthony; Fond, Benoit; Abram, Christopher; Wachem, Berend; Heyes, Andrew; Beyrau, Frank

In: Inaugural International Conference on Phosphor Thermometry : July 25th -27th, 2018, Technology and Innovation Centre, University of Strathclyde, Glasgow, Scotland - Glasgow , 2018 [Konferenz: Inaugural International Conference on Phosphor Thermometry, IGET 2018, Glasgow, Scotland, July 25th -27th, 2018]

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Comparison of measurement systems for free fall tests and calculations of the coefficient of restitution

Trüe, Michael; Böttcher, Ronny; Faßhauer, Oliver; Aman, Sergej; Wachem, Berend; Müller, Peter

In: Measurement science and technology: devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation - Bristol: IOP Publ., 1990, Vol. 29.2018, 10, Art. 105403, insgesamt 14 S.

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Evaluation of toxicity and neural uptake in vitro and in vivo of superparamagnetic iron oxide nanoparticles

Khalid, Muhammad Kamran; Asad, Muhammad; Henrich-Noack, Petra; Sokolov, Maxim; Hintz, Werner; Grigartzik, Lisa; Zhang, Enqi; Dityatev, Alexander; Wachem, Berend; Sabel, Bernhard A.

In: International journal of molecular sciences - Basel : Molecular Diversity Preservation International - Vol. 19.2018, 9, Art. 2613, insgesamt 14 S.

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Solitary waves on falling liquid films in the inertia-dominated regime

Denner, Fabian; Charogiannis, Alexandros; Pradas, Marc; Markides, Christos N.; Wachem, Berend; Kalliadasis, Serafim

In: Journal of fluid mechanics - Cambridge [u.a.] : Cambridge Univ. Press, Bd. 837.2018, S. 491-519

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Pressure-based algorithm for compressible interfacial flows with acoustically-conservative interface discretisation

Denner, Fabian; Xiao, Cheng-Nian; Wachem, Berend

In: Journal of computational physics - Amsterdam : Elsevier, Bd. 367.2018, S. 192-234

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Towards quantitative prediction of the performance of dry powder inhalers by multi-scale simulations and experiments

Nguyen, Duy; Remmelgas, Johan; Björn, Ingela Niklasson; Wachem, Berend; Thalberg, Kyrre

In: International journal of pharmaceutics - New York, NY [u.a.] : Elsevier, Bd. 547.2018, 1, S. 31-43

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Unified formulation of the momentum-weighted interpolation for collocated variable arrangements

Bartholomew, Paul; Denner, Fabian; Abdol-Azis, Mohd Hazmil; Marquis, Andrew; Wachem, Berend

In: Journal of computational physics - Amsterdam : Elsevier, Bd. 375.2018, S. 177-208

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Experimental investigations of liquid falling films flowing under an inclined planar substrate

Charogiannis, Alexandros; Denner, Fabian; Wachem, Berend; Kalliadasis, Serafim; Scheid, Benoit; Markides, Christos N.

In: Physical review fluids - College Park, MD : APS - Vol. 3.2018, 11, Artikel 114002

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Comprehensive assessment of the accuracy of CFD-DEM simulations of bubbling fluidized beds

Liu, Daoyin; Wachem, Berend

In: Powder technology - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 343.2018, S. 145-158

Begutachteter Zeitschriftenartikel

An immersed boundary method for flows with dense particle suspensions

Abdol Azis, Mohd Hazmil; Evrard, Fabien; Wachem, Berend

In: Acta mechanica - Wien : Springer, 2018 [Online first]

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Surface reconstruction from discrete indicator functions

Evrard, Fabien; Denner, Fabian; Wachem, Berend

In: IEEE transactions on visualization and computer graphics / Institute of Electrical and Electronics Engineers - New York, NY : IEEE, Bd. 25 (2019), Heft 3, S. 1629-1635

Begutachteter Zeitschriftenartikel

An immersed boundary method for incompressible flows in complex domains

Hazmil Abdol Azis, Mohd; Evrard, Fabien; Wachem, Berend

In: Journal of computational physics - Amsterdam : Elsevier, 2018 [Online first]

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Capillary waves with surface viscosity

Shen, Li; Denner, Fabian; Morgan, Neal; Wachem, Berend; Dini, Daniele

In: Journal of fluid mechanics - Cambridge [u.a.] : Cambridge Univ. Press, Bd. 847.2018, S. 644-663

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Investigation of a highly underexpanded jet with real gas effects confined in a channel - flow field measurements

Fond, Benoît; Xiao, Cheng-Nian; TJoen, Christophe; Henkes, Ruud; Veenstra, Peter; Wachem, Berend; Beyrau, Frank

In: Experiments in fluids - Berlin: Springer, Vol. 59. 2018, 10, Art. 160, insgesamt 21 S.

Dissertation

In vitro and in vivo caspase-3 knock down by poly (butyl cyanoacrylate) nanaoparticle-based RNA interference

Zhang, Xiwei; Wachem, Berend; Sabel, Bernhard A.

In: Magdeburg, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik 2018, ix, 95 Blätter, Illustrationen, Diagramme, 30 cm [Literaturverzeichnis: Blatt 78-88]

Dissertation

Evaluierung pharmakokinetischer und toxikologischer Determinaten von Nanopartikeln mittels in vivo Neuroimaging

Voigt, Nadine; Wachem, Berend; Sabel, Bernhard A.

In: Magdeburg, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik 2018, XIV, 111 Blätter, Illustrationen, Diagramme, 30 cm [Literaturverzeichnis: Blatt 87-96]

2017

Buchbeitrag

Sensitivity analysis of Immersed Boundary Method simulations of fluid flow in dense polydisperse random grain packings

Knight, C.; Abdol Azis, M.H.; O'Sullivan, C.; Van Wachem, B.; Dini, D.

In: EPJ Web of Conferences, Vol. 140, 2017, 10.1051/epjconf/201714015006

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Estimation of curvature from volume fractions using parabolic reconstruction on two-dimensional unstructured meshes

Evrard, F.; Denner, F.; van Wachem, B.

In: Journal of Computational Physics, Vol. 351, 2017, S. 271-294, 10.1016/j.jcp.2017.09.034

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Dissipation and inter-scale transfer in fully coupled particle and fluid motions in homogeneous isotropic forced turbulence

Mallouppas, G.; George, W.K.; van Wachem, B.G.M.

In: International Journal of Heat and Fluid Flow, 2017, 10.1016/j.ijheatfluidflow.2017.07.006

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Artificial viscosity model to mitigate numerical artefacts at fluid interfaces with surface tension

Denner, F.; Evrard, F.; Serfaty, R.; van Wachem, B.G.M.

In: Computers and Fluids, Vol. 143, 2017, S. 59-72, 10.1016/j.compfluid.2016.11.006

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Simulation of dry powder inhalers: Combining micro-scale, meso-scale and macro-scale modeling

van Wachem, B.; Thalberg, K.; Remmelgas, J.; Niklasson-Björn, I.

In: AIChE Journal, Vol. 63, 2017, Issue 2, S. 501-516, 10.1002/aic.15424

Begutachteter Zeitschriftenartikel

The influence of surface roughness and adhesion on particle rolling

Wilson, R.; Dini, D.; Van Wachem, B.

In: Powder Technology, Vol. 312, 2017, S. 321-333, 10.1016/j.powtec.2017.01.080

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Two-fluid modeling of cratering in a particle bed by a subsonic turbulent jet

LaMarche, C.Q.; Morán, A.B.; van Wachem, B.; Curtis, J.S.

In: Powder Technology, Vol. 318, 2017, S. 68-82, 10.1016/j.powtec.2017.05.008

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Fully-coupled pressure-based finite-volume framework for the simulation of fluid flows at all speeds in complex geometries

Xiao, C.-N.; Denner, F.; van Wachem, B.G.M.

In: Journal of Computational Physics, Vol. 346, 2017, S. 91-130, 10.1016/j.jcp.2017.06.009

2016

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Effect of drag models on residence time distributions of particles in a wurster fluidized bed: A DEM-CFD study

Li, L.; Remmelgas, J.; van Wachem, B.G.M.; von Corswant, C.; Folestad, S.; Johansson, M.; Rasmuson, A.

In: KONA Powder and Particle Journal, Vol. 2016, 2016, Issue 33, S. 264-277, 10.14356/kona.2016008

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Self-similarity of solitary waves on inertia-dominated falling liquid films

Denner, F.; Pradas, M.; Charogiannis, A.; Markides, C.N.; Van Wachem, B.G.M.; Kalliadasis, S.

In: Physical Review E, Vol. 93, 2016, Issue 3, 10.1103/PhysRevE.93.033121

Begutachteter Zeitschriftenartikel

An adhesive CFD-DEM model for simulating nanoparticle agglomerate fluidization

Liu, D.; van Wachem, B.G.M.; Mudde, R.F.; Chen, X.; van Ommen, J.R.

In: AIChE Journal, Vol. 62, 2016, Issue 7, S. 2259-2270, 10.1002/aic.15219

Begutachteter Zeitschriftenartikel

An adhesive CFD-DEM model for simulating nanoparticle agglomerate fluidization

Liu, D.; van Wachem, B.G.M.; Mudde, R.F.; Chen, X.; van Ommen, J.R.

In: AIChE Journal, Vol. 62, 2016, Issue 7, S. 2259-2270, 10.1002/aic.15219

Begutachteter Zeitschriftenartikel

A numerical study exploring the effect of particle properties on the fluidization of adhesive particles

Wilson, R.; Dini, D.; van Wachem, B.

In: AIChE Journal, Vol. 62, 2016, Issue 5, S. 1467-1477, 10.1002/aic.15162

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Lateral solid mixing in gas-fluidized beds: CFD and DEM studies

Oke, O.; Van Wachem, B.; Mazzei, L.

In: Chemical Engineering Research and Design, Vol. 114, 2016, S. 148-161, 10.1016/j.cherd.2016.08.014

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Characterization of fluidized nanoparticle agglomerates by using adhesive CFD-DEM simulation

Liu, D.; van Wachem, B.G.M.; Mudde, R.F.; Chen, X.; van Ommen, J.R.

In: Powder Technology, Vol. 304, 2016, S. 198-207, 10.1016/j.powtec.2016.07.062

2015

Buchbeitrag

Simulation of the flow of cohesive particles in a model inhaler using a CFD/DEM model

Remmelgas, J.; Thalberg, K.; Björn, I.N.; Van Wachem, B.

In: Procedia Engineering, Vol. 102, 2015, S. 1526-1530, 10.1016/j.proeng.2015.01.287

Begutachteter Zeitschriftenartikel

An accurate force-displacement law for the modelling of elastic-plastic contacts in discrete element simulations

Rathbone, D.; Marigo, M.; Dini, D.; van Wachem, B.

In: Powder Technology, Vol. 282, 2015, S. 2-9, 10.1016/j.powtec.2014.12.055

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Residence time distributions of different size particles in the spray zone of a Wurster fluid bed studied using DEM-CFD

Li, L.; Remmelgas, J.; van Wachem, B.G.M.; von Corswant, C.; Johansson, M.; Folestad, S.; Rasmuson, A.

In: Powder Technology, Vol. 280, 2015, S. 124-134, 10.1016/j.powtec.2015.04.031

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Numerical time-step restrictions as a result of capillary waves

Denner, F.; van Wachem, B.G.M.

In: Journal of Computational Physics, Vol. 285, 2015, S. 24-40, 10.1016/j.jcp.2015.01.021

Begutachteter Zeitschriftenartikel

TVD differencing on three-dimensional unstructured meshes with monotonicity-preserving correction of mesh skewness

Denner, F.; van Wachem, B.G.M.

In: Journal of Computational Physics, Vol. 298, 2015, S. 466-479, 10.1016/j.jcp.2015.06.008

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Four-way coupled simulations of small particles in turbulent channel flow: The effects of particle shape and Stokes number

Zhao, F.; George, W.K.; van Wachem, B.G.M.

In: Physics of Fluids, Vol. 27, 2015, Issue 8, 10.1063/1.4927277

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Modelling of gas-solid turbulent channel flow with non-spherical particles with large Stokes numbers

van Wachem, B.; Zastawny, M.; Zhao, F.; Mallouppas, G.

In: International Journal of Multiphase Flow, Vol. 68, 2015, S. 80-92, 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2014.10.006

2014

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Fully-coupled balanced-force VOF framework for arbitrary meshes with least-squares curvature evaluation from volume fractions

Denner, F.; Van Wachem, B.G.M.

In: Numerical Heat Transfer, Part B: Fundamentals, Vol. 65, 2014, Issue 3, S. 218-255, 10.1080/10407790.2013.849996

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Compressive VOF method with skewness correction to capture sharp interfaces on arbitrary meshes

Denner, F.; van Wachem, B.G.M.

In: Journal of Computational Physics, Vol. 279, 2014, S. 127-144, 10.1016/j.jcp.2014.09.002

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Comparative study of mass-conserving interface capturing frameworks for two-phase flows with surface tension

Denner, F.; van der Heul, D.R.; Oud, G.T.; Villar, M.M.; da Silveira Neto, A.; Van Wachem, B.G.M.

In: International Journal of Multiphase Flow, Vol. 61, 2014, S. 37-47, 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2013.12.011

2013

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Large Eddy Simulations of turbulent particle-laden channel flow

Mallouppas, G.; van Wachem, B.

In: International Journal of Multiphase Flow, Vol. 54, 2013, S. 65-75, 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2013.02.007

Begutachteter Zeitschriftenartikel

On the convolution of fluid properties and surface force for interface capturing methods

Denner, F.; van Wachem, B.G.M.

In: International Journal of Multiphase Flow, Vol. 54, 2013, S. 61-64, 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2013.03.004

Begutachteter Zeitschriftenartikel

New forcing scheme to sustain particle-laden homogeneous and isotropic turbulence

Mallouppas, G.; George, W.K.; van Wachem, B.G.M.

In: Physics of Fluids, Vol. 25, 2013, Issue 8, 10.1063/1.4818553

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Tar formation variations during fluidised bed pyrolytic biomass conversion

Bruchmüller, J.; Luo, K.H.; Van Wachem, B.G.M.

In: Proceedings of the Combustion Institute, Vol. 34, 2013, Issue 2, S. 2373-2381, 10.1016/j.proci.2012.06.054

Begutachteter Zeitschriftenartikel

A novel Quaternion integration approach for describing the behaviour of non-spherical particles

Zhao, F.; Van Wachem, B.G.M.

In: Acta Mechanica, Vol. 224, 2013, Issue 12, S. 3091-3109, 10.1007/s00707-013-0914-2

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Direct numerical simulation of ellipsoidal particles in turbulent channel flow

Zhao, F.; Van Wachem, B.G.M.

In: Acta Mechanica, Vol. 224, 2013, Issue 10, S. 2331-2358, 10.1007/s00707-013-0921-3

2012

Buchbeitrag

Particle-turbulence interactions in Homogeneous and Isotropic Turbulence

Mallouppas, G.; George, W.K.; Van Wachem, B.

In: ECCOMAS 2012 - European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering, e-Book Full Papers, 2012, S. 2489-2504

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Derivation of drag and lift force and torque coefficients for non-spherical particles in flows

Zastawny, M.; Mallouppas, G.; Zhao, F.; van Wachem, B.

In: International Journal of Multiphase Flow, Vol. 39, 2012, S. 227-239, 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2011.09.004

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Modeling the thermochemical degradation of biomass inside a fast pyrolysis fluidized bed reactor

Bruchmüller, J.; van Wachem, B.G.M.; Gu, S.; Luo, K.H.; Brown, R.C.

In: AIChE Journal, Vol. 58, 2012, Issue 10, S. 3030-3042, 10.1002/aic.13705

2011

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Modelling discrete fragmentation of brittle particles

Bruchmüller, J.; van Wachem, B.G.M.; Gu, S.; Luo, K.H.

In: Powder Technology, Vol. 208, 2011, Issue 3, S. 731-739, 10.1016/j.powtec.2011.01.017

Herausgeberschaft

Computational fluid dynamics for engineers

Andersson, B.; Andersson, R.; Håkansson, L.; Mortensen, M.; Sudiyo, R.; Van Wachem, B.

In: Computational Fluid Dynamics for Engineers, 2011, S. 1-189, 10.1017/CBO9781139093590

2010

Buchbeitrag

Heat and mass transfer of drying particles in a fluidized bed

Bruchmüller, J.; Van Wachem, B.G.M.; Gu, S.; Luo, K.H.

In: 2010 14th International Heat Transfer Conference, IHTC 14, Vol. 4, 2010, S. 289-295, 10.1115/IHTC14-22292

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Fluid dynamics simulation of the high shear mixing process

Darelius, A.; Remmelgas, J.; Rasmuson, A.; van Wachem, B.; Björn, I.N.

In: Chemical Engineering Journal, Vol. 164, 2010, Issue 2-3, S. 418-424, 10.1016/j.cej.2009.12.020

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Discrete element method for multiscale modeling

Bruchmüller, J.; Gu, S.; Luo, K.H.; Van Wachem, B.G.M.

In: Journal of Multiscale Modeling, Vol. 2, 2010, Issue 1-2, S. 147-162, 10.1142/S1756973710000254

2009

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Eulerian-Eulerian prediction of dilute turbulent gas-particle flow in a backward-facing step

Benavides, A.; van Wachem, B.

In: International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 30, 2009, Issue 3, S. 452-461, 10.1016/j.ijheatfluidflow.2009.02.012

Begutachteter Zeitschriftenartikel

CFD modeling of the wurster bed coater

Karlsson, S.; Rasmuson, A.; Van WaChem, B.; Björn, I.N.

In: AIChE Journal, Vol. 55, 2009, Issue 10, S. 2578-2590, 10.1002/aic.11847

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Direct numerical simulation of an individual fiber in an arbitrary flow field-an implicit immersed boundary method

Sasic, S.; Van Wachem, B.

In: Multiphase Science and Technology, Vol. 21, 2009, Issue 1-2, S. 169-183

2008

Buchbeitrag

Comparison ofexperimental and simulation results for turbulent gas-solid riser flow

Benavides, A.G.M.; Van Wachem, B.G.M.; Nijenhuis, J.; Van Ommen, J.R.

In: CFB 2008 - Proceedings of the 9th Int. Conference on Circulating Fluidized Beds, in Conjunction with the 4th International VGB Workshop "Operating Experience with Fluidized Bed Firing Systems", 2008

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Numerical simulation and validation of dilute turbulent gas-particle flow with inelastic collisions and turbulence modulation

Benavides, A.; van Wachem, B.

In: Powder Technology, Vol. 182, 2008, Issue 2, S. 294-306, 10.1016/j.powtec.2007.06.028

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Derivation, simulation and validation of a cohesive particle flow CFD model

Van Wachem, B.; Sasic, S.

In: AIChE Journal, Vol. 54, 2008, Issue 1, S. 9-19, 10.1002/aic.11335

Begutachteter Zeitschriftenartikel

CFD simulation of the high shear mixing process using kinetic theory of granular flow and frictional stress models

Darelius, A.; Rasmuson, A.; van Wachem, B.; Niklasson Björn, I.; Folestad, S.

In: Chemical Engineering Science, Vol. 63, 2008, Issue 8, S. 2188-2197, 10.1016/j.ces.2008.01.018

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Insights in distributed secondary gas injection in a bubbling fluidized bed via discrete particle simulations

Christensen, D.; Vervloet, D.; Nijenhuis, J.; van Wachem, B.G.M.; van Ommen, J.R.; Coppens, M.-O.

In: Powder Technology, Vol. 183, 2008, Issue 3, S. 454-466, 10.1016/j.powtec.2008.01.021

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Derivation and validation of a novel implicit second-order accurate immersed boundary method

Mark, A.; van Wachem, B.G.M.

In: Journal of Computational Physics, Vol. 227, 2008, Issue 13, S. 6660-6680, 10.1016/j.jcp.2008.03.031

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Volume of fluid methods for immiscible-fluid and free-surface flows

Gopala, V.R.; van Wachem, B.G.M.

In: Chemical Engineering Journal, Vol. 141, 2008, Issue 1-3, S. 204-221, 10.1016/j.cej.2007.12.035

2006

Buchbeitrag

DEM modeling of hopper flows: Comparison and validation of models and parameters

Hemph, R.; Van Wachem, B.; Almstedt, A.-E.

In: AIChE Annual Meeting, Conference Proceedings, 2006

Buchbeitrag

Swedish Industrial Association for Multiphase Flows (SIAMUF) - bringing together industry and academia

Van Wachem, B.; Bj̿orn, I.N.

In: AIChE Annual Meeting, Conference Proceedings, 2006

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Computational validation of the scaling rules for fluidized beds

van Ommen, J.R.; Teuling, M.; Nijenhuis, J.; van Wachem, B.G.M.

In: Powder Technology, Vol. 163, 2006, Issue 1-2, S. 32-40, 10.1016/j.powtec.2006.01.010

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Experimental validation of CFD models for fluidized beds: Influence of particle stress models, gas phase compressibility and air inflow models

Johansson, K.; Van Wachem, B.G.M.; Almstedt, A.E.

In: Chemical Engineering Science, Vol. 61, 2006, Issue 5, S. 1705-1717, 10.1016/j.ces.2005.09.014

2005

Buchbeitrag

Experimental and numerical investigation of particle transport in a horizontal pipe

Rundqvist, R.; Ljus, C.; Van Wachem, B.

In: AIChE Journal, Vol. 51, 2005, Issue 12, S. 3101-3108, 10.1002/aic.10571

2004

Buchbeitrag

Computational validation of the scaling rules for fluidized beds

Van Ruud Ommen, J.; Sijbesma, S.; Nijenhuis, J.; Van Wachem, B.G.M.

In: AIChE Annual Meeting, Conference Proceedings, 2004, S. 2867-2876

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Modeling particle-laden flows: A research outlook

Curtis, J.S.; Van Wachem, B.

In: AIChE Journal, Vol. 50, 2004, Issue 11, S. 2638-2645, 10.1002/aic.10394

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Optimal placement of probes for dynamic pressure measurements in large-scale fluidized beds

Van Ommen, J.R.; Van Der Schaaf, J.; Schouten, J.C.; Van Wachem, B.G.M.; Coppens, M.-O.; Van Den Bleek, C.M.

In: Powder Technology, Vol. 139, 2004, Issue 3, S. 264-276, 10.1016/j.powtec.2003.12.009

2003

Buchbeitrag

2D slurry bubble column hydrodynamic phenomena clarified with a 3D gas-liquid model

Kluytmans, J.H.J.; Van Wachem, B.G.M.; Kuster, B.E.M.; Krishna, R.; Schouten, J.C.

In: Canadian Journal of Chemical Engineering, Vol. 81, 2003, Issue 3-4, S. 456-464

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Methods for multiphase computational fluid dynamics

van Wachem, B.G.M.; Almstedt, A.E.

In: Chemical Engineering Journal, Vol. 96, 2003, Issue 1-3, S. 81-98, 10.1016/j.cej.2003.08.025

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Dual optical fibre measurements of the particle concentration in gas/solid flows

Rundqvist, R.; Magnusson, A.; Van Wachem, B.G.M.; Almstedt, A.E.

In: Experiments in Fluids, Vol. 35, 2003, Issue 6, S. 572-579, 10.1007/s00348-003-0703-0

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Design of an industrial-size airlift loop redox cycle (ALRC) reactor for catalytic alcohol oxidation and catalyst reactivation

Kluytmans, J.H.J.; Van Wachem, B.G.M.; Kuster, B.F.M.; Schouten, J.C.

In: Industrial and Engineering Chemistry Research, Vol. 42, 2003, Issue 18, S. 4174-4185

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Mass transfer in sparged and stirred reactors: Influence of carbon particles and electrolyte

Kluytmans, J.H.J.; van Wachem, B.G.M.; Kuster, B.F.M.; Schouten, J.C.

In: Chemical Engineering Science, Vol. 58, 2003, Issue 20, S. 4719-4728, 10.1016/j.ces.2003.05.004

2002

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Platinum catalysed aqueous alcohol oxidation: Model-based investigation of reaction conditions and catalyst design

Gangwal, V.R.; Van Wachem, B.G.M.; Kuster, B.F.M.; Schouten, J.C.

In: Chemical Engineering Science, Vol. 57, 2002, Issue 24, S. 5051-5063, 10.1016/S0009-2509(02)00434-7

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Experimental validation of 3-D Lagrangian VOF model: Bubble shape and rise velocity

Van Wachem, B.G.M.; Schouten, J.C.

In: AIChE Journal, Vol. 48, 2002, Issue 12, S. 2744-2753, 10.1002/aic.690481205

2001

Buchbeitrag

Gas holdup in a slurry bubble column: Influence of electrolyte and carbon particles

Kluytmans, J.H.J.; Van Wachem, B.G.M.; Kuster, B.F.M.; Schouten, J.C.

In: Industrial and Engineering Chemistry Research, Vol. 40, 2001, Issue 23, S. 5326-5333

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Comparative analysis of CFD models of dense gas-solid systems

Van Wachem, B.G.M.; Schouten, J.C.; Van den Bleek, C.M.; Krishna, R.; Sinclair, J.L.

In: AIChE Journal, Vol. 47, 2001, Issue 5, S. 1035-1051, 10.1002/aic.690470510

Begutachteter Zeitschriftenartikel

CFD modeling of gas-fluidized beds with a bimodal particle mixture

Van Wachem, B.G.M.; Schouten, J.C.; Van den Bleek, C.M.; Krishna, R.; Sinclair, J.L.

In: AIChE Journal, Vol. 47, 2001, Issue 6, S. 1292-1302, 10.1002/aic.690470607

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Experimental validation of Lagrangian-Eulerian simulations of fluidized beds

Van Wachem, B.G.M.; Van der Schaaf, J.; Schouten, J.C.; Krishna, R.; Van den Bleek, C.M.

In: Powder Technology, Vol. 116, 2001, Issue 2-3, S. 155-165, 10.1016/S0032-5910(00)00389-2

1999

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Validation of the Eulerian simulated dynamic behaviour of gas-solid fluidised beds

Van Wachem, B.G.M.; Schouten, J.C.; Krishna, R.; Van Den Bleek, C.M.

In: Chemical Engineering Science, Vol. 54, 1999, Issue 13-14, S. 2141-2149, 10.1016/S0009-2509(98)00303-0

Herausgeberschaft

CFD modeling for gas-solid flows: Qualitative and quantitative analysis of the various treatments

van Wachem, B.G.M.; Schouten, J.C.; Krishna, R.; van den Bleek, C.M.; Sinclair, J.L.

In: Proceedings of the 1999 3rd ASME/JSME Joint Fluids Engineering Conference, FEDSM'99, San Francisco, California, USA, 18-23 July 1999 (CD-ROM), 1999, S. 1

1998

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Eulerian simulations of bubbling behaviour in gas-solid fluidised beds

Van Wachem, B.G.M.; Schouten, J.C.; Krishna, R.; Van Den Bleek, C.M.

In: Computers and Chemical Engineering, Vol. 22, 1998, Issue SUPPL.1, S. S299-S306

1997

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Simulation of Fluidized Beds with Lattice Gas Cellular Automata

Van Wachem, B.G.M.; Bakker, A.F.; Schouten, J.C.; Heemels, M.W.; De Leeuw, S.W.

In: Journal of Computational Physics, Vol. 135, 1997, Issue 1, S. 1-7, 10.1006/jcph.1997.5719

Kooperationen
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Letzte Änderung: 08.06.2023 - Ansprechpartner: Webmaster