Institut für Technische Physik (ITEP)

Strömung verdünnter Gase

Rarefied Gas DynamicsVerdünnte Gasströmungen sind eine klassische Disziplin der Fluidmechanik, die sich mit der Beschreibung von Gasen weit ab vom Gleichgewichtszustand beschäftigt. Solche Strömungen  werden mit der Boltzmann-Gleichung beschrieben. Bedingt durch den enormen Zuwachs an Rechenleistung erfuhr das Gebiet der verdünnten Gase einen starken Aufschwung. Zum ersten mal war es möglich, mit stochastischen oder deterministischen Methoden, die Boltzmann-Gleichung zumindest annähernd auch für reale Randbedingungen, wenn nötig zeitabhängig  und für komplexe Geometrien zu lösen.

 

 

Unsere Kompetenz

Wir haben einen Werkzeugkasten entwickelt, der für alle Fragestellungen das richtige Werkzeug enthält. Diesen Werkzeugkasten halten wir aktuell und entwickeln ihn weiter:

  1. Monte Carlo Codes (TPMC) ProVac3D für die freie molekulare Strömung im Hochvakuum.
  2. Klassische Fluiddynamik  für die Gebiete der Kontinuumsströmung.
  3. DIVGAS Solver für die Boltzmann-Gleichung, entweder stochastisch (DSMC) oder deterministische (DVM).

Langzeitprojekte

  1. Beschreibung der Neutralteilchen-Gasdynamik im Sub-Divertorraum eines Fusionsreaktors, machine to machine.
  2. Entwicklung eines hybriden Codes, der knudsenzahlabhängig Methoden der kollisionsfreien und der Kontinuumsströmung vereint.

Beteiligte Mitarbeiter*innen