Aktuelle Förderphase

Forschungsfelder

Prozessvirtualisierung – ProVirt

ProVirtDas zentrale Ziel der ESF-geförderten Nachwuchsgruppe ProVirt – Prozessvirtualisierung besteht in der Virtualisierung metallurgischer und kohlenstoffbasierter Hochtemperaturprozesse. Basierend auf den validierten Teilmodellen der Nachwuchsgruppe Mehrphasenmodelle entstehen realitätsnahe Simulationsumgebungen für den gesamten Konversionsprozess, beispielsweise den Vergaser oder den Badschmelzofen. Die Simulationswerkzeuge bilden die Grundlage für die Optimierung bestehender Prozesse und die zielgerichtete Entwicklung neuer Technologien. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Bereitstellung von Rechenmodellen und die Entwicklung von Analyse- und Auswerteprogrammen für die Prozessdatenauswertung und Stoffdatengewinnung der Nachwuchsgruppe Stoff - und Prozessanalyse.

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Mehrphasenmodelle

Der Forschungsschwerpunkt der Nachwuchsgruppe Mehrphasenmodelle liegt auf der detaillierten Modellierung von Hochtemperaturkonversionsprozessen aus den Bereichen Metallurgie und Stoffliche Energieträgernutzung. Die hochauflösende numerische Simulation von Teilbereichen in komplexen technischen Systemen erlaubt dabei die Identifikation und Beschreibung funktionaler Zusammenhänge und ermöglicht die Entwicklung fortschrittlicher Modelle für die jeweiligen Phasen- und Sto­ffumwandlungsprozesse. Durch die enge Zusammenarbeit mit der Nachwuchsgruppe Stoff- und Prozessanalyse können Modelle bereitgestellt werden, deren Zuverlässigkeit durch die Validierung an Modellexperimenten und Referenzsystemen sichergestellt ist. Gleichzeitig können neue bzw. verbesserte Mehrphasenmodelle an die Nachwuchsgruppe Prozessvirtualisierung übergeben werden, die damit in die Lage versetzt wird, fortschrittliche Gesamtprozessmodelle zu entwickeln.

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Stoff- und Prozessanalyse

Die experimentellen Arbeiten der Nachwuchsgruppe Stoff- und Prozessanalyse bilden die Grundlage für eine fortschrittliche, realitätsnahe Prozessvirtualisierung. Dies umfasst die Bestimmung von Stoffgrößen für einzelne Phasen als auch die Charakterisierung der Wechselwirkungen zwischen mehreren Phasen. Dabei wird auf die in den letzten Jahren erworbene Kompetenz in der modellgestützten, experimentellen Datenbestimmung zurückgegriffen. Der neue Ansatz erlaubt es, mithilfe der numerischen Modellierung nicht direkt messbare Stoff- und Prozessdaten aus den experimentell gewonnenen Effektivgrößen zu extrahieren. Hierfür greift die Nachwuchsgruppe auf die Modellierungsexpertise der beiden Gruppen Prozessvirtualisierung und Mehrphasenmodelle zurück. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Erfassung von Prozessdaten an den Referenzanlagen der Institute IEC und INEMET, wobei insbesondere in-situ Messtechnik zum Einsatz kommen soll. Daraus resultiert ein erweitertes Prozessverständnis sowie Datensätze zur Modellvaildierung.

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