Projektbeschreibung
Mit multiskaligen Modellen das große Ganze sehen
Ob Satelliten im All, zukunftsweisende Beschichtungsverfahren oder Nanofluidikgeräte – Strömungen von Flüssigkeiten und Plasmen sind in vielerlei Hinsicht von entscheidender Bedeutung. Besonders wichtig ist dabei die spezifische Bedingung der Strömung außerhalb des Gleichgewichts, da sie unerwartete und unerwünschte Ergebnisse hervorrufen kann, während sie sich mathematisch gesehen schwer beschreiben lässt. Das EU-finanzierte Projekt MEDUSA untersucht, was in Flüssigkeiten und Plasmen geschieht und wie sie sich auf andere Materialien in mikroskopischen Mengen und Systemen oder diejenigen auswirken, die wir mit dem Teleskop sehen. Unter Nutzung der unaufhörlich zunehmenden Rechenleistung entwickelt das Team neue multiskalige Modelle von Flüssigkeits- und Plasmaströmungen, die auf der Dynamik ihrer Partikel basieren.
Ziel
In the last decades, non-equilibrium effects in fluid and plasma dynamics have become the major topic for the understanding of the physics behind many applications and important industrial fields.
These applications include mirco- and nano-technologies along with plasma-based coating processes of nano device fabrication itself, where small dimensions lead to non-eq. effects.
But the applications range right up to other key areas, e.g. re-entry flows and flows around satellites, where rarefied gas and high velocities cause non-equilibrium. Furthermore, continuing miniaturization and increase of process energies will lead to non-eq. effects within technologies in the near future e.g. micro- and nano-fabrication, next-generation lithography or various space systems such as electric propulsion or actively electrodynamically shielded re-entry.
At the moment, non-eq. is still a perturbing phenomenon, because experimental measurements are complicated and simulation tools are only available for specialised problems due to the complexity.
The objective is to progress toward particle-based multiscale methods for thermo-chemical non-eq. gas and plasma flows allowing for the first time simulations of the whole range of high-tech applications and maintaining the competitiveness of European future industry.
As the availability of computational resources increases with decreasing prices, particle methods have become a novel attractive, accurate and elegant numerical tool.
This project will connect competences in physics, mathematics, chemistry and computational science and extend the open-source code platform PICLas, resulting in a direct benefit for the simulation community. Finally, as a main contributor in the field of particle-based fluid dynamics and the main developer of PICLas, I am confident to establish these novel methods as the state-of-the-art in research and academia as well as to enable their utilization in industrial applications.
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: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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