Aufgabenstellung

Forschungskontext:

Die Advektions-Diffusions-Gleichung, eine entscheidende Komponente der Gleichung für die Erhaltung von Spezien, ist in der numerischen Strömungsdynamik (CFD) trotz ihrer Bedeutung für die Modellierung von Prozessen wie CO₂-Absorption, Schadstoffausbreitung und Diffusion chemischer Arten noch wenig erforscht. In Verbindung mit Quelltermen erleichtert sie Studien zur chemischen Kinetik.

Die geglättete Partikelhydrodynamik (SPH) ist eine Lagrange, netzfreie CFD-Methode, die aufgrund ihrer Anpassungsfähigkeit an komplexe Geometrien und Mehrphasenströmungen zunehmend an Bedeutung gewinnt. Die Implementierung und das Benchmarking der Advektions-Diffusions-Gleichung in SPH sind jedoch noch begrenzt. Ziel dieser Forschungsarbeit ist es, die Implementierung in unserem hauseigenen SPH-Löser, turboSPH, mit etablierten kommerziellen/offenen CFD-Tools (z. B. COMSOL) und Finite-Differenzen-Methoden (FDM) in 1D- und 2D-Einstellungen zu vergleichen. Zu den Hauptzielen gehören die Bewertung der numerischen Genauigkeit, der Stabilität und der Berechnungsleistung.

Anforderungen an den Bewerber:

1. Technische Fertigkeiten:
   • Beherrschung von CFD-Werkzeugen (z. B. COMSOL) und numerischen Methoden
   • Erfahrung mit Linux-Umgebungen und Programmierung in C++ oder Python
2. Fachwissen:
   • Ausgeprägtes Verständnis von CFD, vorzugsweise Computational Mass Transfer (CMT)
   • Interesse an numerischer Modellierung und Post-Processing-Techniken