@phdthesis{Kuellmer2019,
  author    = {Knut K{\"u}llmer},
  title     = {Pseudopotentialbasierte Lattice-Boltzmann-Verfahren f{\"u}r Mehrphasenstr{\"o}mungen},
  series = {Schriftenreihe des Lehrstuhls f{\"u}r Str{\"o}mungs- und Thermodynamik / Universit{\"a}t Siegen},
  volume    = {5},
  journal    = {Pseudopotential-based lattice Boltzmann methods for multiphase flows},
  address   = {Siegen},
  pages     = {XVI, 147},
  year      = {2019},
  abstract  = {Pseudopotential (PP)-basierte Lattice-Boltzmann-Methoden werden zunehmend f{\"u}r die Simulation von Mehrphasenstr{\"o}mungen eingesetzt. Da sie auf einem ph{\"a}nomenologischen Ansatz basieren, ist ihr Einsatz mit einem hohen Modellierungsaufwand verbunden. Zudem entstehen an den Phasengrenzen sogenannte Scheingeschwindigkeiten, welche Genauigkeit und numerische Stabilit{\"a}t beeintr{\"a}chtigen. Daher werden PP-Modelle in dieser Arbeit um drei neue Aspekte erweitert. Erstens wird gezeigt, dass bei der Modellierung unterschiedlicher Kontaktwinkel mit g{\"a}ngigen Methoden in Kombination mit verbesserten Kr{\"a}fteschemata Scheintr{\"o}pfchen entstehen. Diese werden durch einen neuartigen Ansatz eliminiert, der auf zus{\"a}tzlichen Randbedingungen f{\"u}r alle Wechselwirkungskr{\"a}fte basiert. Diese Technik verhindert nicht nur das Auftreten der Scheintr{\"o}pfchen, sondern erh{\"o}ht auch die Stabilit{\"a}t in wandgebundenen Str{\"o}mungen. Zweitens wird ein neuartiges Verfahren zur Reduktion von Scheingeschwindigkeiten eingef{\"u}hrt. Dabei wird die Diskretisierung der Interaktionskr{\"a}fte erweitert und die zus{\"a}tzlichen, freien Koeffizienten in Simulationen statischer Tropfen numerisch optimiert. Die resultierende Diskretisierung wurde in Simulationen station{\"a}rer und dynamischer Testf{\"a}lle validiert, wobei Scheingeschwindigkeiten deutlich reduziert werden konnten. Drittens und letztens wurden die Diffusionseigenschaften in Mehrstoffsystemen detailliert untersucht, wobei eine kritische Abh{\"a}ngigkeit zwischen den makroskopischen Diffusionskoeffizienten und dem Kr{\"a}fteschema aufgezeigt wird. Diese Analyse bildet die Grundlage f{\"u}r den Vergleich und die zuk{\"u}nftige Entwicklung neuer Potentialfunktionen (f{\"u}r Mehrstoffsysteme) und reduziert den Modellierungsaufwand.},
  language  = {de}
}