Entwicklung eines numerischen Verfahrens zur Vorhersage der hydrodynamischen Kavitationserosion

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Bettar Ould El Moctar
• Fachliche Zuordnung: Strömungs- und Kolbenmaschinen ; Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 290858502

Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung numerischer Verfahren zur genaueren Vorhersage von kavitationsinduzierter Erosion. Hierzu wird zunächst sowohl ein Euler-Euler-, als auch ein Euler-Lagrange-Verfahren mit zusätzlichen Termen und Gleichungen zur Beschreibung der Blasendynamik erweitert. Anschließend werden beide Verfahren zwecks genauerer Vorhersage des Blasenverhaltens mehr-Wege-gekoppelt. Um den Rechenaufwand zu reduzieren, werden im Hinblick auf die Kavitationserosion relevante Detektionsbereiche im Strömungsfeld ermittelt, an deren Rändern die Kopplung erfolgt. In vorherigen Arbeiten, konnte bereits ein Verfahren entwickelt werden, welches die qualitative Vorhersage von Kavitationserosion ermöglicht. Das neue Modell soll mit Hilfe der zusätzlich gewonnenen Erkenntnisse aus kavitierenden Strömung, Blasendynamik und transport, erosionsgefährdete Bereiche an der Strukturoberfläche identifizieren und eine Abschätzung der Schädigungsraten verschiedener Werkstoffe ermöglichen. Die Validierung der entwickelten Verfahren erfolgt anhand von Versuchsdaten aus vorherigen Forschungsvorhaben und aus der Literatur. Das gekoppelte Verfahren soll zur Vorhersage von Kavitationserosion für schiffstechnische Problemstellungen angewandt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr.-Ing. Udo Lantermann
• Kooperationspartner: Professor Dr. Werner Lauterborn