SFB 609:  Electromagnetic Flow Control in Metallurgy, Crystal Growth and Electro Chemistry

• Subject Area: Thermal Engineering/Process Engineering ; Chemistry ; Materials Science and Engineering
• Term: from 2002 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5485123

The connecting link between thermofluiddynamics and electrodynamics is magnetofluid dynamics. The field of thermofluiddynamics couples the heat and mass transfer with fluid dynamics. In case the involved fluids are electrically conducting, the electromagnetic volume forces are considered to have a major influence in the force balance. This part of the electromagnetic interactions is described by electrodynamics. The coupling of the two research branches, thermofluiddynamics and electrodynamics, evaluates for fluid dynamics the analysis of eletromagnetically influenced flows, the ways of controlling and optimization. Applications may be found in metallurgy, crystal growth and electrochemistry. Subject of the collaborative research centre for MFD is the fundamental research for the direct influence of electromagnetic fields on the flow and the transport phenomena in electrically conducting fluids as well as the applicability for various technology areas. The proposed treatment in general is to recognize the basic phenomena of the flow physics exposed to non-contact controlling and influencing of electrically conducting fluids by electromagnetic fields. In these inverse processes of flow control a given feed back of the flow on the electromagnetic fields is considered as well. This working field develops specific ways for a basic research, while by this inverse method of flow control various kinds of flows are made feasible and accessible to laboratory experiments. With static magnetic forces flow fields can be suppressed or by application of alternating fields they can be generated. These statements are valid especially for fluids with high electrical conductivity like in fluid metals, but they are also of interest for a weak conduction in electrolytes in electrochemistry. Based on that, the aim is to penetrate with scientific partners into technical applications, which promise a high estimation of the value. This includes the conscience of short connections between basic research and industrial applications.

• DFG Programme: Collaborative Research Centres

Completed projects

• A01 - Numerische Modellierung turbulenter MFD-Strömungen (Project Heads Nagel, Wolfgang E. ;  Stiller, Jörg )
• A02 - Experimentelle Untersuchungen turbulenter MFD-Strömungen/MULTIMAG (Project Heads Cramer, Andreas ;  Gerbeth, Gunter )
• A03 - MFD-Zweiphasenströmung (Project Heads Eckert, Sven ;  Odenbach, Stefan )
• A04 - Kontrolle leitfähiger Fluide mit Methoden der mathematischen Optimierung (Project Head Hinze, Michael )
• A05 - Tomografische Verfahren zur Geschwindigkeitsbestimmung in elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten aus externen Messungen zeitabhängiger Magnetfelder (Project Head Stefani, Frank )
• A06 - Numerische Untersuchung turbulenter Zweiphasenströmungen unter Magnetfeldeinfluss (Project Heads Adams, Nikolaus Andreas ;  Nagel, Wolfgang E. )
• A08 - Ultraschall-Doppler- und Laser-Doppler-Messungen von Turbulenzstrukturen in elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten (Project Head Czarske, Jürgen W. )
• A09 - Simulation und Modellierung von Blasen in der Magnetofluiddynamik (Project Head Fröhlich, Jochen )
• A10 - Adjungierten-basierte Kontrolle von turbulenten Strömungen durch elektromagnetische Felder (Project Head Walther, Andrea )
• A11 - Rheologie metallischer Schmelzen mit suspendierten Partikeln (Project Heads Borin, Dmitry ;  Odenbach, Stefan )
• B01 - Magnetfeldkontrollierte Erstarrungsvorgänge (Project Head Eckert, Sven )
• B02 - Modellierung von Erstarrungsvorgängen unter dem Einfluss von elektromagnetischen Feldern auf Makro- und Mikroebene (Project Head Eckert, Kerstin )
• B03 - Magnetofluiddynamische Änderung der Erstarrungsmorphologie von Leichtmetall-Gusswerkstoffen (Project Head Eigenfeld, Klaus )
• B05 - Theorie, Numerik und experimentelle Modellierung von Transportphänomenen in Kristallzüchtungsprozessen unter Magnetfeldeinfluss (Project Head Gerbeth, Gunter )
• B06 - Magnetfeldkontrollierte Floating-Zone-Einkristallzüchtung und Erstarrung intermetallischer Verbindungen (Project Heads Behr, Günther ;  Gerbeth, Gunter )
• B07 - VGF-Einkristallzüchtung unter dem Einfluss externer Magnetfelder (Project Head Pätzold, Olf )
• B08 - Gezielte Strömungsbeeinflussung durch Magnetfelder in Schmelzbädern beim Laserstrahlschweißen (Project Heads Beyer, Eckhard ;  Cramer, Andreas ;  Lange, Adrian )
• B09 - Magnetisch kontrollierte Gasinjektion in Hochtemperatur-Metallschmelzen: Von Einzelblasen zur Schaumbildung (Project Head Odenbach, Stefan )
• B10 - Experimentelle und numerische Modellierung der Stahlguss-Strömung unter Magnetfeldeinfluss (Project Heads Eckert, Sven ;  Gerbeth, Gunter ;  Lucas, Dirk )
• C01 - Numerik der elektromagnetischen Kontrolle von Körperumströmungen in elektrisch schwach leitfähigen Flüssigkeiten (Project Head Stiller, Jörg )
• C02 - Experimente zur elektromagnetischen Kontrolle von Körperumströmungen in elektrisch schwach leitfähigen Flüssigkeiten (Project Heads Gerbeth, Gunter ;  Weier, Tom )
• C05 - Numerische und experimentelle Untersuchungen zum Einfluss von Magnetfeldern bei elektrochemischen Abscheidungen (Project Heads Bund, Andreas ;  Fröhlich, Jochen )
• C06 - Elektrochemische Abscheidung von magnetischen Schichten im Magnetfeld (Project Heads Gebert, Annett ;  Uhlemann, Margitta )
• C10 - Morphologie und Zusammensetzung elektrochemisch abgeschiedener Schichten unter dem Einfluss von Magnetfeldern - Modellierung und Simulation (Project Heads Rätz, Andreas ;  Voigt, Axel )
• C11 - Analyse konvektiver Transportprozesse während der Magneto-Elektrolyse mittels optischer Messmethoden (Project Head Eckert, Kerstin )
• T01 - Züchtung von multi-kristallinem Silizium unter optimierten Strömungsbedingungen (Project Heads Gerbeth, Gunter ;  Pätzold, Olf ;  Stelter, Michael )
• ZOV - Zentrale Verwaltung des SFB (Project Head Grundmann, Roger )
• ZOV - Zentrale Verwaltung des Sonderforschungsbereichs (Project Head Odenbach, Stefan )

• Applicant Institution: Technische Universität Dresden
• Participating Institution: Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR); Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (IFW) e.V.; Institut für Festkörperforschung
• Participating University: Technische Universität Bergakademie Freiberg
• Spokesperson: Professor Dr. Stefan Odenbach