Numerische Untersuchungen der Strömung durch gewobene Regelstrukturen unter Anwendung der "Immersed-Boundary-Method"

Feinporige Regelstrukturen in Form von Drahtgeweben werden in den unterschiedlichsten Bereichen zur Filtration eingesetzt. Durch die fortschrittliche Herstellung von Drahtgeweben sind geometrisch definierte Filterstrukturen vorhanden, die auch bezüglich der Filtration gut reproduzierbare Eigenschaften aufweisen. Die vielfachen Gestaltungsmöglichkeiten von Gewebestrukturen begründen das große Interesse daran, diese Strukturen mit Hilfe der numerischen Strömungssimulation zu erfassen und zu optimieren. Diese Arbeit zeigt zunächst verschiedene Modellierungsmöglichkeiten zur Simulation von Strömungsvorgängen durch Drahtgewebe auf und bewertet diese. Die „Immersed-BoundaryMethod“ weist dabei Vorzüge auf und wird näher untersucht. Die notwendigen mathematischen Formulierungen und die geometrische Handhabung der Gewebestrukturen werden erläutert und ausführlich dargestellt. Neben Verifikationsbeispielen werden Druckverlustund Partikelabscheidesimulationen an gewobenen Drahtstrukturen unter Anwendung der „Immersed-Boundary-Method“ vorgestellt und mit Versuchsergebnissen verglichen. Für die ermittelten Druckverlustwerte wird zusätzlich eine Ähnlichkeitsanalyse bei geometrisch ähnlichen Gewebestrukturen aufgezeigt und bewertet.