Vorgestellt: Forscherinnen im Exzellenzcluster

Kathrin Schulte ist Participating Junior Researcher im Projektnetzwerk "Data-integrated models and methods for multiphase fluid dynamics" des Exzellenzclusters Daten-integrierte Simulationswissenschaft. Das Projekt liefert einen Beitrag zur Cluster-Vision Engineered Geosystems durch hochaufgelöste Simulationen von Tropfen-Tropfen- sowie Tropfen-Wand-Interaktionen auf kleiner Skala und die davon abgeleitete Beschreibung von Grenzflächenphänomenen. Die aus diesen Simulationen abgeleiteten Modelle sind ein wichtiger Input für andere Projekte zur Integration in Modelle auf größeren Skalen. Konkrete Beispiele für die Modellierungen sind die Bestimmung makroskopischer Verdampfungsraten in Abhängigkeit unterschiedlichster Parameter wie Reynolds- und Prandtlzahl, Komposition der Tropfen oder Tropfenabstand aus den DNS-Daten unter Zuhilfenahme von Machine-Learning-Tools oder die Modellierung des Tropfenaufpralls auf strukturierte Wände als ersten Schritt zur komplexen Beschreibung der Interaktion zwischen der porösen Erdoberfläche, Fluiden und der Atmosphäre.

Tropfendynamische Prozesse spielen eine wichtige Rolle in der Natur, etwa in Wolken, sowie in zahlreichen technischen Anwendungen, wie z.B. Sprays. Hier genau setzt der Sonderforschungsbereich Transregio „Tropfendynamische Prozesse unter extremen Umgebungsbedingungen“ an, dessen Geschäftsführung Kathrin Schulte inne hat. Zur realitätsnahen Beschreibung und Simulation dieser Prozesse ist ein tiefgehendes physikalisches Verständnis der zugrundeliegenden Elementarprozesse auf kleineren Skalen sowie deren Modellierung notwendig. Binäre Tropfenkollisionen, deren Verlauf von verschiedenen physikalischen Parametern abhängt und bisher noch nicht vollständig verstanden ist, können beispielsweise als Elementarprozess einer Sprayanwendung aufgefasst werden.