Analyse des Clustering-, Kollisions- und Agglomerationsverhaltens von Partikeln in laminaren und turbulenten Strömungen

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Die vorliegende Arbeit untersucht das Clustering sowie die Kollision und Agglomeration von Feststoffteilchen in laminaren und turbulenten Strömungen. Unter Anwendung direkter numerischer Simulationen wird der Einfluss verschiedener Randbedingungen wie die Trägheit der Teilchen und der Volumenanteil der dispersen Phasen auf das mesoskalige Clustering- und Kollisionsverhalten sphärischer Punktpartikel in homogener isotroper Turbulenz analysiert. Darüber hinaus wird mit Hilfe eines zweiten mikroskaligen Ansatzes die fluiddynamische Wechselwirkung von aufgelösten Teilchen kurz vor ihrer Kollision wie auch die strömungsinduzierte Agglomeration aufgelöster Primärpartikel in laminaren Strömungen ausgewertet und die hervorgehenden Agglomeratstrukturen morphologisch charakterisiert. Das zu diesem Zweck entwickelte Berechnungsprogramm basiert auf der Lattice-Boltzmann-Methode.