Nicolas Hafen, M.Sc.
- Wissenschaftlicher Mitarbeiter
- Modellierung und Simulation
- Gruppe:
- Tel.: +49 721 608-46575
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- nicolas hafenPzr1∂kit edu
Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Geb. 30.70
Straße am Forum 8
D-76131 Karlsruhe
Forschungsthema
Simulation von Umlagerungsvorgängen bei Partikelschichten in keramischen Querstromfiltern mittels Lattice Boltzmann Methoden
Quer- oder Wandstromfilter werden aktuell größtenteils in der Abgasnachbehandlung von Verbrennungsmotoren verwendet. Durch aktuelle Grenzwertverschärfungen (z.B. Einführung eines Partikelanzahlgrenzwertes und Emissionsmessungen im Realfahrbetrieb) ergeben sich erhöhte Filtrationsanforderungen in diesel- und gegenwärtig auch ottomotorisch betriebenen Fahrzeugen. Die zunehmende Verbreiterung des Anwendungsbereiches macht eine verfahrenstechnische Auseinandersetzung von Wandstromfiltern losgelöst von einer motorischen Anwendung notwendig.
Im Betrieb wird Ruß im Filter abgeschieden und durch eine kontinuierliche oder periodische Regeneration mittels Oxidation wieder aus diesem entfernt. Ein Inert-Anteil bleibt dabei im Filter und akkumuliert hierin in Form verschiedener Ablagerungsmuster. In Abhängigkeit der Muster kommt es neben einer Verbesserung des Abscheidegrads zu einem Anstieg des Druckverlusts und einem erhöhten Energiebedarf. Verantwortlich für die Ausbildung der verschiedenen Muster sind Umlagerungsvorgänge während der Regeneration durch das Ablösen einzelner Partikel-Agglomerate von der Filteroberfläche.
Ziel des Vorhabens ist es, verfahrenstechnische und geometrische Einflussfaktoren, wie lokale Strömungsbedingungen, Filter- und Partikel-Eigenschaften, für Umlagerungsvorgänge in Wandstromfiltern unabhängig von einer motorischen Anwendung zu untersuchen sowie deren Sensitivität hinsichtlich der Ablagerungstopologie simulativ mit Lattice Boltzmann Methoden zu bestimmen.
Titel | Typ | Datum |
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Entwicklung eines strömungsdynamischen Modells zur Bildung einer Partikelschichtung | Masterarbeit | ab sofort |
Titel | Tagung | Autoren |
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Simulation der Ablösung und des Transports von reaktiv-inerten Partikelstrukturen in Wandstromfiltern mittels Lattice Boltzman Methoden | Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Gasreinigung und Partikelmesstechnik 2021 |
N. Hafen, A. Dittler, M. Krause |
Investigation of particle detachments in wall-flow filters employing resolved particle simulations | 29th International Conference on Discrete Simulation of Fluid Dynamics (DSFD 2020) |
N. Hafen, A. Dittler, M. J. Krause |
Simulation of the particle-layer rearrangement in ceramic wall flow filters with Lattice Boltzmann methods employing resolved particles: A first feasability study | PARTEC 2019 |
N. Hafen, A. Dittler, M.J. Krause |