Simulationstechnik

Making::Simulations::Work

Part of the group promoting the CALIPER (https://caliper-itn.org) project
Stefan explaining 1st year school pupils the CALIPER (https://caliper-itn.org) project

Über uns

Wir sind eine internationale Gruppe aus Wissenschaftlern und Ingenieuren mit einem breiten Wissen aus den Bereichen Verfahrenstechnik, Maschinenbau, und Chemie. Wir beschäftigen uns hauptsächlich mit Simulationsprojekten in den Bereichen komplexe Fluide (z.B. Polymerschmelzen, granulare Strömungen), Mehrphasenströmungen (z.B. Blasenströmungen, Gas-Partikel-Suspensionen, 3-Phasensysteme), sowie reagierende Strömungen. Unsere Philosophie ist eine „Bottom-Up“ Strategie, d.h., wir versuchen aus einem fundierten Verständnis von Mikroprozessen Modelle für Makroprozesse abzuleiten. Um dies zu erreichen, verwenden wir Simulationen auf verschiedensten Skalen, und ausgewählte Experimente.

Unsere Vision ist "Making::Simulations::Work": in Zusammenarbeit mit unseren Partnern etablieren wir Simulationswerkzeuge die einer breiten Palette an Wissenschaftlern und Industriepartnern von Nutzen ist.

Wir sind in ein internationales Netzwerk an Forschern eingebunden, und interagieren häufig mit österreichischen und europäischen Industriepartner. Wir sind jederzeit daran interessiert, mit neuen Partnern zusammenzuarbeiten!  Kontaktieren Sie uns!

Our group has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Skłodowska Curie grant agreement Nos 812638 (CALIPER) and 813202 (MatheGRAM).

Methodikentwicklung

Bibliotheken zur örtlichen Mittelung, Schließbedingungen für "Coarse Grained" Simulationansätze, Entwicklung von Simulationstools

Animation Coarse Grained Fields from Particle-Resolved Direct Numerical Simulation (Federico Municchi, Stefan Radl)
Modellierung der Clusterbildung in Wirbelschichten (Radl et al., ECCOMAS, 2012)

Atomistische Simulation

Simulation von Transporteigenschaften (v.a., Diffusionskoeffizient) von Materialien (z.B. Polymeren) mit dem Molekulardynamik-Code "LAMMPS".


Granulare Strömungen und SPH

Granulare Strömungen (mittels Diskrete Element Method), Smoothed Particle Hydrodynamics (granulare und pastöse Systeme)

Granulare Strömung in rotierenden Behältern
Simulation von Vermischungsvorgängen mittels SPH (copyright by A. Eitzlmayr)

Mehrphasen Strömungssimulation

Suspensionen (Gas-Fest, Flüssig-Fest), Separations- und Klassierprozesse, Faserfraktionierung, Blasensäulen, 3-Phasengemische (Flotation, feuchte Wirbelschicht)

Droplet, vapor, and temperature distribution in a wet fluidized bed
Agglomeration in einer feuchten Gas-Partikel Suspension
Simulation einer Gas-Flüssig-Fest Blasensäule
Fibre suspension flow in toroidal and coiled pipes
Hydrodynamische Fraktionierung von Zellstoff
Partikelverhalten in Kanälen (Vigolo et al., PNAS 111, 2014)

Reaktive Strömungen

Strömungen mit homogener und heterogenen Reaktionen, Stoff- und Wärmeaustausch

Direct Numerical Simulation of heat transfer in a confined bed
Full-physics simulation of exothermic reactions in a fluidized bed
Simulation eines nicht-katalytischen WS-Reaktors
Wachstum eines Polymerpartikels
Wärme- und Stoffübergang in Wirbelschichten mit heterogenen Reaktionen

Reinraumsimulation

CFD Simulationen von reinraumrelevanten Strömungen (d.h, Strömungen in Reinräumen, Schleusen, Isolatoren, Dekontaminationsanlagen) ermöglichen eine optimale Auslegung, und können helfen Probleme im Betrieb dieser Anlagen zu beheben. Unsere Gruppe hat eine langjährige Erfahrung mit diesen Simulationen, und unterstützt Industriekunden gerne bei Ihren Fragestellungen.

Movie: Gas distribution during hydrogen peroxide decontamination
Movie: Vortex formation in an isolator
Movie: Decontamination of an isolator
Movie: Leakage simulation of a cleanroom

Portfolio und Ausstattung

  • Grundlagenforschung auf dem Gebiet der granularen Strömungen, reaktive granulare Systeme (z.B. Chemical Looping Combustion), Blasenströmungen, Polymerschmelzen, sowie atomistische (diskrete) Simulation auf GPU- und CPU Hochleistungsrechnern.
  • Entwicklung von neuer Software, bzw. Weiterentwicklung von etablierten Softwarepaketen (z.B. Module für ParScale, CPPPO, LIGGGGHTS, CFDEMcoupling, OpenFOAM®, Matlab® & Octave, bzw. VBA).
  • Angewandte Forschung auf den Gebieten Partikel- und Mehrphasenströmungen (z.B. Simulation von Wirbelschichten; Mahl-, Misch- und Klassierprozessen; sowie Schmelzextrusionsprozessen), sowie Biotech-Anwendungen (z.B. Stoffaustausch in Bioreaktoren).
  • Motion Pro Hochgeschwindigkeitskamera für PIV und granulares PIV
  • Zugriff auf Messtechnik für Partikelcharakterisierung (z.B., automatisierte Bildanalyse, Laserbeugung, etc.).

MitarbeiterInnen

Alumni (PhDs only)

Alumni / Previous Group Photos

CALIPER Project Meeting in Budapest (October 2021)
Foto from the team at the Particles2021 conference in Hamburg, Germany
Group Foto (Juli 2021; Sadegh Salehi, Gero Stöckl, Philipp Mayr, Richard Amering, Francisco Goio, Stefan Radl, Nazanin Ghods)
Group Foto (June 2020)
Team "Flippr²@IPPT" (August 2019; back: Amin Keilani, Gregor Schaub, Thomas Schmid, Angelika Zachl, Stefan Radl; front: Florian Färber)
Group Photo (August 2018; hinten: Sadegh Salehi, Thomas Schmid, Stefan Radl, Johannes Obersriebnig ; vorne: Maryam Askarishahi, Hanna Teuschl, Josef Tausendschön)
Gruppenphoto (August 2017; hinten: David Gruber, Gregor Schaub, Mingqiu Wu, Jakob Redlinger-Pohn, Stefan Radl, Sadegh Salehi, Michael Essl, Raphael Wagner; vorne: Veronika Rieger, Thomas Schmid, Maryam Askarishahi)