Das Projekt "Rechnerische Spueloptimierung eines 2-Takt-Motors mit schlitzgesteuerten Ueberstroem- und Auslasskanaelen und bewegtem Kolben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Angewandte Mathematik durchgeführt. Die zukuenftige Abgasgesetzgebung regelt den Betrieb von Zweitaktmotoren unter Gesichtspunkten der Umweltvertraeglichkeit neu und schreibt dazu u.a. eine drastische Reduktion der Abgabe von unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC) vor. Diese Emissionen werden im wesentlichen durch die Spuelverluste der Umkehrspuelung, die ursaechlich auf Kurzschlussstroemungen und Mischungsvorgaenge zwischen Frisch- und Altgas zurueckgehen, verursacht. Im Rahmen des vorgestellten Projekts soll durch eine Optimierung der Motorgeometrie die Spuelstroemung stabilisiert und der Spuelverlust minimiert werden. Die 3-D-Stroemungsberechnung soll innerhalb der Auslass- und Ueberstroemungskanaele so wie im Zylinder mit zeitlich veraenderlichen Randbedingungen und bewegtem Kolben durchgefuehrt werden. Die Randbedingungen koennen gemessen (Druck) oder ueber den Ladungswechsel ermittelt werden. Die Netzerstellung sollte parametrisiert werden, damit anschliessend eine Optimierung der Geometrie durchgefuehrt werden kann. Die erforderliche Anzahl von Simulationsrechnungen fuer die verschiedenen Geometrien ist nur auf einem Parallelrechner in angemessener Zeit zu erreichen. Bisher ist die instationaere, reibungsfreie und 'kalte' Stroemung durch die realistische Geometrie in 3-D eines Zweitaktmotors mit mehreren Ein- und Auslasskanaelen und einem sich zeitlich bewegten Kolben simuliert worden.
Das Projekt "Verhalten von Schadstoffen im Untergrund - Numerische Simulation von isothermen/nicht-isothermen Mehrphasenprozessen unter Beruecksichtigung der Veraenderung der Fluideigenschaften (modulr aufgebautes Modellsystem)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. Ziel ist die numerische Modellierung von nichtisothermen und isothermen Mehrphasenprozessen in poroesen und stark heterogenen Medien. Auf der Grundlage eines modular konzipierten Programmsystems zur Berechnung von isothermen Mehrphasenprozessen soll ein mathematisch-numerisches Verfahren mit Hilfe der Finite-Elemente Formulierung weiterentwickelt werden. Die Weiterentwicklung betrifft die Beruecksichtigung von Phasenuebergaengen und Phasenwechseln, die durch Vorgaenge der Waermeuebertragung hervorgerufen werden. Das Programmsystem soll ermoeglichen, die wesentlichen Vorgaenge bei der thermischen in-situ Sanierung kontaminierter Boeden und Grundwasserleiter rechnerisch nachzubilden. Aus kleinskaligen Laboruntersuchungen sollen Parameter fuer relevante Einzelprozesse gewonnen und rechnerisch miteinander verknuepft werden. Die Ergebnisse aus den gekoppelten Modellrechnungen sollen mit den Ergebnissen grossskaliger VEGAS-Experimente verglichen werden. Statusbericht (1995): Fuer das neu zu erstellende Modul des Programmsystems MUFTE zur numerischen Simulation von nichtisothermen Mehrphasenstroemungen in heterogenen poroesen Medien wurden die Grundlagen erarbeitet. Die mathematisch-numerische Modellbildung und die Programmierarbeiten konnten abgeschlossen werden. Einzelprozesse des Modells wurden anhand von analytischen Loesungen fuer einfache Problemstellungen verififziert. Fuer komplexere Vorgaenge wurden in einigen ein- und zweidimensionalen Vergleichsrechnungen mit TOUGH2 (Autor: Prof. Pruess, LBNL, Univ. of Berkeley) Prozesse wie Advektion, Konvektion, Gravitation, Binaerdiffusion in der Gasphase und Konduktion sowie der. Einfluss kapiIlarer Kraefte auf ihre korrekte Implementierung ueberprueft. Im naechsten Schritt muss getestet werden, ob Massen- und Energiebilanzen bei den komplexen Prozessen bei Phasenuebergang (Kondensation, Verdampfung) erfuellt sind. Parallel dazu wurde mit der Fully Upwinding Control Volume Finite Elemente Formulierung ein wichtiges Werkzeug zur korrekten Erfassung der Prozesse an Schichtgrenzen bei heterogenem Aquiferaufbau bereitgestellt.