Projektbeschreibung
Verbesserung von Turbulenzmodellen
Turbulente Strömungen beeinflussen Windparks, industrielle Prozesse und sogar das Klima. Es ist jedoch unmöglich, jeden einzelnen Wirbel zu berechnen. Daher verwenden die Ingenieure stattdessen „Schließungsmodelle“, um die Auswirkungen der unsichtbaren Turbulenzen zu simulieren. Das ERC-finanzierte Projekt SYMBIOSIS zielt darauf ab, Schließungsmodelle rund um das Konzept der Entropie zu entwickeln. SYMBIOSIS nutzt sowohl die physikalische Bedeutung der Entropie im Zusammenhang mit Stabilität als auch ihre informationstheoretische Rolle bei der Messung von Unsicherheit, um probabilistische, entropiestabile Simulationen von Flüssigkeitsströmungen zu erstellen. Das Rahmenwerk kombiniert Modellreduktion, stochastische Gleichungen und Datenassimilation, um Vorhersagen mit Beobachtungen aus der realen Welt zu aktualisieren. Wenn dieser Ansatz auf die Nachlaufströmungen von Windkraftanlagen und den CO2-Transport angewendet wird, könnte er Ansatz die Art und Weise, wie Wissenschaftler komplexe turbulente Systeme simulieren und steuern, grundlegend verändern.
Ziel
Turbulent fluid flows play a critical role in science and engineering in energy, process design, climate and life sciences. Accurate and efficient computational fluid dynamics (CFD) simulation tools are therefore essential. As resolving all turbulent scales of motion is computationally infeasible, every CFD code requires a closure model to represent the effect of unresolved scales. A recent paradigm shift is to construct closure models by combining physics- and data-driven methods. However, these lack the cornerstones of mathematical-physical modelling of fluid flows: stability, physical consistency and accuracy guarantees.
In SYMBIOSIS I develop a radically novel approach to construct closure models. I propose entropy as concept to bridge physics- and data-driven models: the mathematical-physical concept of entropy is used to enforce stability and physical consistency, while the information-theoretic concept of entropy provides a new view on measuring accuracy. Together they provide an innovative framework for accurate probabilistic predictions of turbulence that I apply to simulate wind-turbine wakes and CO2 transport.
Both entropy concepts are combined in three steps to construct new closure models. 1) I propose a new entropy-stable model reduction strategy, providing the environment for effective development of closure models. 2) I propose a new entropy-stable stochastic formulation of the fluid flow equations, providing a powerful way to model uncertainties arising from initial conditions, fluid properties, and neglected small scales. 3) I propose a new entropy-stable data-assimilation strategy to enable continuous updating of the closure model and flow field with observation data. The result is a new foundational mathematical framework for simulating turbulent flows with ground-breaking implications for physics- and data-driven modelling.
My track record of leadership, creativity and expertise positions me to successfully lead this highly ambitious project.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
- Naturwissenschaften Biowissenschaften biologische Verhaltenswissenschaften Ethologie biologische Wechselwirkung
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften klassische Mechanik Strömungsmechanik Fluiddynamik numerische Strömungsmechanik
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2025-COG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
3526 KV Utrecht
Niederlande
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.