Simulation partikelbeladener Strömungen
Über
Unser Team ist auf die Untersuchung partikelbeladener Strömungen spezialisiert, d. h. auf Partikel, die in Flüssigkeiten suspendiert sind, wie sie in verschiedenen Industriezweigen und Alltagssituationen vorkommen. Diese Systeme sind in verschiedenen Bereichen weit verbreitet, z. B. bei Beschichtungsprozessen für druckbare Elektronik und Photovoltaik, bei der Herstellung von Elektroden- und Membranmaterialien, die in Elektrolyseuren oder Brennstoffzellen verwendet werden, sowie bei zahlreichen biologischen, Lebensmittel- und pharmazeutischen Systemen. All diese Anwendungen haben die einzigartigen und komplexen Eigenschaften partikelbeladener Strömungen gemeinsam, zu denen dynamische und rheologische Phasenübergänge und komplizierte strukturelle Wechselwirkungen mit Vielkörperwechselwirkungen gehören, was ihre Lösung zu einer analytischen Herausforderung macht.
Forschungsthemen
Unser Team entwickelt effiziente numerische Methoden und fortschrittliche Computersimulationen auf der Grundlage der Lattice-Boltzmann-Methode, um komplexe Probleme zu untersuchen, bei denen Partikelströme eine Rolle spielen, wie z. B. bei der lösungsgestützten Photovoltaik (PV). So kann die rechnerische Modellierung beispielsweise dazu beitragen, den Abscheidungsprozess zu optimieren, um eine optimale Schichtdicke und Gleichmäßigkeit in den aktiven Schichten von Photovoltaikanlagen zu erreichen. Durch die Kombination von Simulationsergebnissen mit experimentellen Daten können wir außerdem mit Hilfe von Ansätzen des maschinellen Lernens Strategien für die Optimierung des Herstellungsprozesses von lösungsgefertigten Systemen in größerem Maßstab entwickeln.
Unsere Forschungsinteressen erstrecken sich auch auf grundlegende Fragen im Zusammenhang mit Verdampfung und Dünnschichtbildung, Kapillarinteraktionen, Rheologie komplexer Flüssigkeiten, Transport in porösen Medien, weicher Materie, Materialwissenschaft und Mikrofluidik.
