Aufgabenstellung

Die Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) ist eine Lagrange-Methode für Flüssigkeitssimulationen, die besonders bei mehrphasigen Strömungen nützlich ist, da sie die Dynamik von Grenzflächen erfasst, ohne dass eine komplexe Rekonstruktion der Grenzflächen erforderlich ist. Herkömmliche Lagrangesche SPH-Methoden leiden jedoch unter einer unregelmäßigen Partikelverteilung, was zu numerischen Fehlern und Instabilität führt. Um dies zu beheben, implementieren wir ein Arbitrary Lagrangian-Eulerian SPH (ALE-SPH) Schema, das die Partikelverteilung verbessert, die Geschwindigkeitsfelder stabilisiert und die Genauigkeit der Stofftransfersimulationen erhöht.
Die Arbeit konzentriert sich auf die Anwendung von ALE-SPH auf konvektionsdominierte Stofftransportprobleme (z.B. 2D fallende Filme) und vergleicht die Ergebnisse qualitativ und quantitativ mit dem konventionellen Lagrangeschen SPH, um die potentiellen Vorteile von ALE-SPH zu untersuchen.

Anforderungen an die Kandidaten:

1. Technische Fähigkeiten:

• Erfahrung mit Linux-Umgebungen
• Programmiererfahrung in Python und/oder C++
• Interesse an numerischer Modellierung und Post-Processing-Techniken

2. Fachkenntnisse:

• Gutes Verständnis der Grundlagen der numerischen Strömungsmechanik (CFD)
• Kenntnisse des numerischen Stofftransfers (CMT) sind hilfreich

Quellen

[Abbildung links]   Werdelmann, B., Koch, R., Krebs, W., and Bauer, H.-J. "An approach for permeable boundary conditions in SPH", J. Comput. Phys., 444, 110562 (2021).