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Diskrete Elemente und Molekulardynamik

A Novel Design Approach for Safety at Ship Collision

 

Bearbeitung:

M.Sc. Mohsin Ali Chaudry

 

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Numerical Simulation and Experimental Validation of Biofilm Growth

Bild zum Projekt Numerical Simulation and Experimental Validation of 
Biofilm Growth

Leitung:

P. Wriggers , M. Stiesch

Bearbeitung:

M. Soleimani

Kurzbeschreibung:

Biofilms are bacterial colonies growing on solid-fluid interfaces, wherever enough dissolved nutrients are available. Their formation is a complex process in the sense that several Physical phenomena (Reaction-Diffusion-Advection, Sedimentation, Erosion, Fluid-Solid-Interaction) are coupled and consequently different time-scales are involved. In this project, the focus is on the biofilm formation in a flow chamber which resembles the mouth cavity in the vicinity of dental implants. The goal is to develop a computational tool capable of simulating the biofilm growth. Numerical solution of the Navier–Stokes equation in domains with complex boundaries that dynamically change as a result of biological diffusion-reaction, detachment and sedimentation in biofilm growth presents a very serious challenge to grid-based methods. In this project, a fully Lagrangian particle approach(mesh-less method) based on smoothed particle hydrodynamics (SPH) is developed.

 

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Experimental and Numerical investigation of collision of particle-filled double hull vessel

Bild zum Projekt Experimental and Numerical investigation of collision of particle-filled double hull vessel

Leitung:

P. Wriggers, C. Weißenfels

Kurzbeschreibung:

A novel design approach for safety of double hull vessel is presently being investigated, which involves usage of granular materials between the hull of ship. This strategy provides a medium between the hull which can absorb impact energy and transfer the load to the inner hull. Therefore, impact energy is shared between two hulls, in contrast to localized impact on outer hull only.

 

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Non-konvexe Partikel und parallelisierte Berechnung

Bild zum Projekt Non-konvexe Partikel und parallelisierte Berechnung

Leitung:

P. Wriggers

Bearbeitung:

M. Hothan

Förderung durch:

DFG (Graduiertenkolleg 1627)

Kurzbeschreibung:

In der Natur und technischen Prozessen sind viele Materialien Granulate. Als Beispiele sind Sand und Erze, Früchte und Getreibe oder auch (trockene) pharmazeutische und chemische Produkte zu nennen. Im Vergleich zu anderen Materialien, wie Stückgut, sind Granulate kompliziert in der Handhabung: Je nach Form und Oberflächenbeschaffenheit ergibt sich ein komplett anderes Materialverhalten. Um das Materialverhalten mit realitätsnahen Ergebnissen simulieren zu können, ist ein besseres Modell der Partikel notwendig. Die bisher häufig verwendeten rein konvexen Partikel (wie Kugeln oder Ellipsoide) reichen hierfür nicht aus, so dass eine komplexere Partikelbeschreibung und nicht-konvexe Formbeschreibung erforderlich ist. Die hierdurch verursachten höheren rechentechnischen Anforderungen können über Parallelisierung der Berechnung kompensiert werden.

 

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Discrete Element Method

Bild zum Projekt Discrete Element Method

Leitung:

P. Wriggers

Bearbeitung:

B. Avci

Kurzbeschreibung:

This project is concerned with the development of a discrete element method (DEM) code for the simulation of large particle systems in 3-D, where also complex moving boundary geometries can be taken into account. The DEM is a well established numerical method to simulate systems consisting of granular matter. Granular mixing, tumbling mills, transport of particles via conveyor belts or screw conveyors are just some examples of important particulate processes in industry sectors like mining, pharmaceutical and food industries. For such systems, the optimization of the design variables as well as the appropriate choice of the operating parameters is still a difficult and a challenging task.

 

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