Modeling of turbulence-interface interaction in two-fluid systems

• Applicants: Dr.-Ing. Marta Waclawczyk; Dr.-Ing. Tomasz Waclawczyk
• Subject Area: Fluid Mechanics
• Term: from 2012 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 220504256

Im vorliegenden Projekt sollen turbulente Strömungen von zwei unmischbaren, klar abgegrenzten Fluiden mit zusammenhängender (nicht zerrissener) Oberfläche untersucht werden. Wir konzentrieren uns auf die One-Fluid Methode bei welcher ein Gleichungssystem die Strömung beider Phasen im gesamten Gebiet beschreibt. Erster Punkt des geplanten Forschungsvorhabens ist die Formulierung von neuen Turbulenzmodellen für nicht geschlossene Terme in gemittelten oder gefilterten Gleichungen. Der Hauptunterschied im Vergleich zu anderen Methoden ist, dass das neue Modell das gesamte Gebiet auf dem die Wahrscheinlichkeit der Oberflächenlage ungleich null ist betrachtet. Der zweite Teil des Projektes ist die Entwicklung von neuen numerischen Verfahren, die sollen den räumlichen und zeitlichen Übergang von Gebieten mit undeformierter Oberfläche in Gebiete in denen die Oberfläche durch turbulente Wirbel beeinflusst wird behandeln. Zu diesem Zweck wird ein neues "reinitialization" Verfahren für die konservative level-set Methode verwendet. Um die numerische Genauigkeit zu verbessern ist weiterhin geplant ein auf der Ghost-Fluid Methode basierendes "immersed interface" Verfahren zu entwickeln. Ein zusätzlicher Teil des vorliegenden Projektes ist die Berechnung von Testfällen zur Validierung und Verifikation der neu entwickelten Modelle.

• DFG Programme: Research Grants