Die Arbeitsgruppe stellt sich vor

Hauptschwerpunkt des Lehrstuhls ist die Untersuchung turbulenter Strömungen. Hierzu wurden kanonische Strömungen (bspw. Freistrahl, Mischungsschichten, Kanal- und Rohrströmungen, isotrope und homogene Turbulenz) wie auch realistische Konfigurationen aus der Industrie untersucht.

Wir interessieren uns insbesondere für Kompressibilitätseffekte in sub- und supersonischen Strömungen, den veränderten Energietransfer und Wärmeübergänge. Gezielt werden in diesem Zusammenhang intrinsische Kompressibilitätseffekte (Fluktuationen der Dilatation aufgrund von Druckfluktuationen), oder sogenannte "variable property effects" (die Auswirkungen großer Unterschiede in der Dichte oder Temperatur bzw. aufgrund unterschiedlicher Speizies in Mischungsprozessen) untersucht.

Gleichzeitig versuchen wir zu erforschen, wie turbulente und laminare Strömungen gezielt beeinflusst werden können. Hierzu wurden die adjungierten Navier-Stokes-Gleichungen gelöst um Kostenfunktionale zu minimieren, bspw. um Schall zu reduzieren oder Reibungswiderstand zu verkleinern. Daneben wurden auch andere Möglichkeiten genutzt, unter anderem das gezielte Erzeugen von Wandoszillationen um den Widerstand von wandgebundenen Strömungen zu reduzieren.

Der Lehrstuhl hat Jahrzehnte Erfahrung in der Durchführung von direkten numerischen Simulationen (DNS), Large Eddy Simulation (LES) oder statistischer Modellierung (RANS). Viele wegbereitende DNS wurden durchgeführt oder  bspw. filterbasierte LES-Modelle entwickelt, wie auch automatisierte Methoden zur physikalisch basierten Gittererzeugung für RANS-Modelle motiviert durch Dissipationselemente.

In den letzten Jahren wurde viel Expertise im Bereich der Lattice-Boltzmann Simulation (LBM) aufgebaut. Neue Methoden (Semi-Lagrangian LBM (SLLBM) wurden für inkompressible und kompressible Strömungen entwickelt, die die Kopplung von Zeit- und Raumschritten umgehen können (NATRIUM). Daneben wurde ein auf PyTorch basierender LBM Löser geschrieben (LETTUCE), der damit bspw. automatische Differenzierung oder die Verwendung von Machine Learning Methoden ermöglicht. Hierdurch wurden LBM Verfahren mit neuronalen Kollisionsoperatoren oder optimierten nichtreflektierenden Randbedingungen entwickelt. 

Seit Kurzem besitzt der Lehrtsuhl einen aeroakustischen Windkanal

Göttinger Bauart mit offener Messstrecke (Details hier). Hieran forscht der Lehrstuhl im Bereich der Aeroakustik turbulenter Strömungen, flankiert durch numerische Simulationen.