Dreidimensionale Modellierung von Filtermedien und Simulation der Partikelabscheidung auf der Mikroskala:
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Kaiserslautern
Techn. Univ.
2011
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5 |
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INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT I
ZUSAMMENFASSUNG III
ABSTRACT VII
FORMELZEICHEN XV
ABBILDUNGSVERZEICHNIS XIX
TABELLENVERZEICHNIS XXIII
1 EINLEITUNG 1
2 STAND DER TECHNIK 7
2.1 BERECHNUNG VON FILTEREFFIZIENZEN MIT EINHEITSZELLENMODELLEN 7
2.2 GENERIERUNG VOLLAUFGELOESTER MIKROSTRUKTURMODELLE 7
2.3 FILTRATIONSSIMULATION MIT VOLLAUFGELOESTEN MIKROSTRUKTURMODELLEN UND
EINZELPAR- TIKELTRAJEKTORIENBERECHNUNG 7
2.4 SIMULATION VON DIESELRUSSPARTIKELFILTRATION 8
3 CHARAKTERISIERUNG UND MODELLIERUNG VON MIKROSTRUKTUREN 9
3.1 DARSTELLUNG VON MIKROSTRUKTUREN ALS VOXELMODELLE 9
3.2 CHARAKTERISIERUNG VON MIKROSTRUKTUREN 10
3.2.1 POROSITAET 10
3.2.2 SEHNENLAENGENVERTEILUNG 10
3.2.3 PORENSTATISTIK SOWIE OFFENE UND GESCHLOSSENE POROSITAET 13
3.2.4 PERMEABILITAET 13
3.3 ENTWICKELTE STRUKTURGENERIERUNGSMETHODE 18
3.4 REKONSTRUIERTE KERAMIKEN 20
3.4.1 VARIANTE 1 22
3.4.2 VARIANTE 2 24
3.4.3 VARIANTE 3 26
3.4.4 VARIANTE 4 28
3.4.5 VARIANTE 5 30
3.4.6 VARIANTE 6 32
3.4.7 ZUSAMMENFASSUNG 34
3.5 3D-ROENTGEN-MIKROTOMOGRAPHIE VON KERAMIKVARIANTE 5 36
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/101910404X
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
3.6 BEISPIELE VERSCHIEDENER ANDERER REKONSTRUIERBARER MIKROSTRUKTURTYPEN
39 3.6.1 FASERSTRUKTUREN 39
3.6.2 EINFACHE PACKUNGEN 40
3.6.3 DICHTE SINTERSTRUKTUREN 40
3.6.4 SCHAEUME MIT GESCHLOSSENEN POREN 41
3.6.5 SCHAEUME MIT OFFENEN POREN 42
4 FILTRATIONSSIMULATION MIT DREIDIMENSIONALEN MIKROSTRUKTURMODELLEN UND
EINZEL- PARTIKELTRAJEKTORIENBERECHNUNG 43
4.1 GRUNDLAGEN 43
4.2 ALGORITHMEN ZUR BERECHNUNG VON PARTIKELTRAJEKTORIEN 45
4.2.1 EXISTENZ UND EINDEUTIGKEIT VON LOESUNGEN DER
PARTIKELBEWEGUNGSGLEICHUNG . .. 46 4.2.2 SEMI-IMPLIZITES EULER-VERFAHREN
47
4.2.3 MODIFIZIERTES PMC-VERFAHREN 53
4.2.4 ZUSAMMENFASSUNG 59
4.3 TESTSIMULATIONEN 60
4.3.1 DIFFUSIONSTEST 60
4.3.2 EINZELFASERTESTS 63
4.3.2.1 EINFLUSS DER VOXELLAENGE BEI DER STROEMUNGSBERECHNUNG AUF DIE
BERECHNETEN AB- SCHEIDEGRADE 64
4.3.2.2 EINFLUSS VON LOKALER GITTERVERGROEBERUNG BEI DER
STROEMUNGSBERECHNUNG AUF DIE BERECHNETEN ABSCHEIDEGRADE 65
4.3.2.3 EINFLUSS DER LAENGE DES ANSTROEMGEBIETS AUF DIE BERECHNETEN
ABSCHEIDEGRADE . .. 67 4.3.2.4 EINFLUSS DER ADAPTIVEN
ZEITSCHRITTWEITENSTEUERUNG BEI DER PARTIKELTRAJEKTORIENBE- RECHNUNG AUF
DIE BERECHNETEN ABSCHEIDEGRADE 69
4.3.2.5 VERGLEICH MIT LITERATURWERTEN 72
4.3.3 ZUSAMMENFASSUNG 73
5 ABGLEICH VON FILTRATIONSSIMULATIONEN MIT MESSUNGEN 75
5.1 PARTIKELMESSTECHNIK FUER FILTRATIONSEXPERIMENTE 75
5.1.1 MESSUNG DER PARTIKELKONZENTRATION MIT CPC 75
5.1.2 MESSUNG DER PARTIKELDURCHMESSERVERTEILUNG MIT DMA UND CPC 76 5.2
ABSCHEIDUNG VON KOCHSALZPARTIKELN AN EINEM KUNSTFASERVLIES 77
5.3 ABSCHEIDUNG VON DIESELRUSSPARTIKELN UND RUSSSCHICHTAUFBAU AN
MIKROSIEBEN UND IN KERAMIKEN 82
5.3.1 BERUSSUNGSEXPERIMENTE BEI BOSCH 85
5.3.2 FESTLEGUNG VON MODELLPARAMETERN FUER BERUSSUNGSSIMULATIONEN ANHAND
VON MI- KROSIEBEXPERIMENTEN 87
5.3.3 SIMULATION DER BERUSSUNG EINER KERAMIK 91
6 BEWERTUNG DER ERGEBNISSE UND AUSBLICK 93
7 LITERATURVERZEICHNIS 95
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
A ANHANG 99
A.L ABSCHAETZUNG DES DRUCKABFALLS BEI DER DURCHSTROEMUNG POROESER MEDIEN
NACH ERGUN 99 A.2 NORMALVERTEILTE ZUFALLSVARIABLEN 100
A.3 STANDARD PMC-VERFAHREN ZUR PARTIKELTRAJEKTORIENBERECHNUNG 101 A.4
BERECHNUNG VON ABSCHEIDEGRADEN FUER FASERIGE FILTERMEDIEN NACH KIRSCH UND
STECH- KINA 105
A.5 KOAGULATION DURCH BROWN SCHE BEWEGUNG 106
LEBENSLAUF 107
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