Modellbildung und numerische Simulation von Filtrationsvorgängen

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Die Modellierung und Simulation von Filtrationsvorgängen ist Gegenstand der vorliegenden Arbeit. Es wird ein mathematisches Modell zur Beschreibung von Filtrationsvorgängen vorgestellt, das den Einfluss der Deckschicht auf die Strömung durch eine Kopplung von Strömungsfeldberechnung und Filtrationsmodell mit Hilfe eines veränderlichen (bewegten) Berechnungsgitters berücksichtigt. Die Struktur der Deckschicht wird örtlich aufgelöst, so dass Informationen hinsichtlich Partikelverteilung, Porosität usw. an unterschiedlichen Stellen des Filters angegeben werden können. Durch die Einbindung des Modells in ein kommerzielles Strömungsberechnungsprogramm ist eine Anwendung auf unterschiedliche Filtrationsverfahren möglich. Die Validierung erfolgt sowohl für die Fest-Flüssig- als auch Gas-Fest-Filtration an hand der Querstromfiltration bzw. der Russpartikelfiltration in Kraftfahrzeugen. Ergänzt werden die Betrachtungen durch Ergebnisse umfangreicher Voruntersuchungen, in denen eine Charakterisierung der Strömungszustände und der Einströmbedingungen bei den verwendeten Filtern erfolgt.