Numerische Simulation von Zweiphasenstrmungen

Die Trennschicht zweier Phasen in einer numerischen Zweiphasensimulation bildet eine in der Zeit vernderliche Oberflche. Diese freie Oberflche wird bei Level-Set-Methoden implizit durch die Nullkontur einer Funktion – der Level-Set-Funktion – reprsentiert und in jedem Zeitschritt der Simulation mit den Fluiden konvektiv transportiert, was eine anschlieende Reinitialisierung dieser Level-Set-Funktion erforderlich macht. Diese Reinitialisierung bringt numerische Instabilitten mit sich, welche sich in dem wohl bekanntesten Problem – der Massenerhaltung beziehungsweise der numerischen Diffusion – in Form einer knstlichen Verschiebung der Nullkontur und somit einer Verschiebung der freien Oberflche zeigen. Dieses Buch erlutert umfassend die Anwendung der Level-Set- Methode in der Simulation von Zweiphasenstrmungen und geht auf die Ursachen und Auswirkungen des Problems der numerischen Diffusion bei der Level-Set-Reinitialisierung ein. Ferner beschreibt der Autor, wie er dieses Problem durch eine Weiterentwicklung einer bereits bestehenden Software zur Berechnung von Strmungen lst, und analysiert dann ausfhrlich seine Ergebnisse. Diplom-Mathematiker, Studium der Mathematik an der Rheinischen Friedrich- Wilhelms-Universitt Bonn. Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer Institut, Sankt Augustin.