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Mathematische Modellbildung und numerische Methoden zur Strömungs-, Transport- und Reaktionssimulation in Netzwerken

  • Von Fluiden durchströmte Rohr- und Kanalnetzwerke spielen in vielen technischen Anwendungen eine zentrale Rolle. Die beschreibenden hyperbolischen Modellgleichungen basieren auf Erhaltungsgesetzen von Masse, Impuls und Energie. Dazu können Konvektions-Diffusions-Reaktionsgleichungen kommen, falls die Fluide Inhaltsstoffe transportieren und deren chemisch-biologische Reaktionen betrachtet werden. Für die verschiedenen Modellgleichungen wird ein einheitlicher numerischer Lösungsansatz vorgeschlagen. Die Ortsdiskretisierung erfolgt mit dem Kurganov-Levi Verfahren. Damit können Stoßwellen aufgelöst werden, ohne auf die Eigenstruktur der hyperbolischen Systeme zurück zu greifen. Je nach Anwendungsgebiet können dann unterschiedliche Verfahren zur Lösung der entstehenden Systeme gewöhnlicher oder differential-algebraischer Gleichungssysteme eingesetzt werden. Anhand von Testproblemen mit unstetigem Lösungsverlauf wird die Eignung der gewählten Diskretisierungsansätze demonstriert.

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Metadaten
Document Type:Part of a Book
Language:German
Author:Gerd Steinebach
Parent Title (German):Zacharias, terHorst et al. (Hg.): Forschungsspitzen und Spitzenforschung. Innovationen an der FH Bonn-Rhein-Sieg, Festschrift für Wulf Fischer
First Page:151
Last Page:163
ISBN:978-3-7908-2126-0
DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-7908-2127-7_15
Publisher:Physica-Verlag
Place of publication:Heidelberg
Publication year:2009
Departments, institutes and facilities:Fachbereich Elektrotechnik, Maschinenbau, Technikjournalismus
Projects:Verbundprojekt EWave: Energiemanagementsystem Wasserversorgung; Methodenentwicklung und prototypischer Einsatz eines integrierten Managementsystems für die energie- und ressourcenoptimierte Planung und Betriebsführung, Teilprojekt 5 (DE/BMBF/02WER1323E)
Dewey Decimal Classification (DDC):5 Naturwissenschaften und Mathematik / 51 Mathematik / 519 Wahrscheinlichkeiten, angewandte Mathematik
6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Collectives:Zacharias, terHorst et al. (Hg.): Forschungsspitzen und Spitzenforschung. Innovationen an der FH Bonn-Rhein-Sieg, Festschrift für Wulf Fischer
Entry in this database:2015/04/02