Forschungsprofil und aktuelle Projekte

Unsere Gruppe erforscht technische verbesserte Anwendungen für die Energieerzeugung und die Luftfahrt. Unsere Forschung konzentriert sich auf:

• das Verständnis der Physik instationärer Strömungen (mit und ohne Verbrennung); und
• die Entwicklung von robusten und schnellen Untersuchungsmethoden.

Unsere Methoden umfassen ein breites Spektrum an Berechnungsmethoden, die von qualitativen Vorhersagemethoden für Arbeitsplatzrechner (mit geringen Rechenkosten) bis hin zu präzisen numerischen Strömungssimulationen auf Supercomputern (mit hohen Rechenkosten) reichen. Neben den rein gleichungsbasierten Verfahren entwickeln wir datengetriebene Modelle auf der Grundlage des Maschinellen Lernens, um z. B. die Rechenzeit von Strömungslösern zu beschleunigen. Insbesondere für reaktive Strömungen setzen wir eine Reihe von Werkzeugen ein, die in der Abbildung oben dargestellt sind.

Aktuelle Projekte unserer Gruppe sind:

• Direkte numerische Simulation (DNS) und Large Eddy Simulation (LES) der Verbrennung von Wasserstoff und Ammoniak bei hohen Drücken;
• Berechnung von thermoakustischen Stabilitätskarten unter Berücksichtigung außergewöhnlicher Punkte;
• Vorhersage und Minderung der Schadstoffbildung bei der Interaktion von Flammen mit Wänden;
• Physikalisch informiertes maschinelles Lernen zur Verbesserung von DNS/LES-Simulationen;
• Maschinelles Lernen zur Nutzung von experimentellen Strömungs- und Flammenvisualisierungen von Extremereignissen;
• Datenassimilation zur Ausnutzung der Vorhersagbarkeit von qualitativen Tools bei geringen Rechenkosten;
• Mehrphasenströmungen von z. B. partikelbeladenen Strömungen und Fluid-Struktur-Wechselwirkungen;
• Simulationsgestützte Optimierung von Strömungskonfigurationen.