Modellierung frei brennender Schaltlichtbögen mit Hilfe von Computational Fluid Dynamics (CFD) Simulationen

Schwerpunkte: Simulation, Plasmaphysik, Strömungsmechanik

Werden zwei stromdurchflossene Kontakte in einem Schalter getrennt, so entsteht zwischen ihnen ein Lichtbogen. Um den Strom im Nulldurchgang erfolgreich unterbrechen zu können, muss dem Lichtbogen durch Kühlung ausreichend viel Energie entzogen werden. Dies erfolgt zum Beispiel, indem der Lichtbogen mit einem Löschgas beblasen wird. Um das Design zukünftiger Schaltermodelle zu optimieren, sollen Simulationen des Lichtbogens in verschiedenen neuartigen Schalterkonzepten in CFD-Software vorgenommen werden.

Marvin Bendig, M.Sc.
Telefon: +49 241 80 90108
E-Mail: bendig@ifht.rwth-aachen.de

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CFD-Simulationen

Computational Fluid Dynamics (CFD) Simulationen berechnen alle relevanten mechanischen Größen, wie Druck, Gasgeschwindigkeit, Temperatur und Dichte in einem vorgegebenen Lösungsraum durch numerisches Lösen der Navier-Stokes Gleichungen. Ist die Magnetohydrodymanik(MHD)-Kopplung aktiviert, wird dieses Gleichungssystem mit den Maxwell-Gleichungen gekoppelt, sodass auch relevante elektrische Größen wie Stromdichte, Potential und Magnetfeldstärke berechnet werden.

Allgemeine Informationen

Die von uns angebotenen Arbeiten haben alle einen engen Bezug zu aktuell laufenden Forschungsprojekten die in Kooperation mit der Industrie und/oder der öffentlichen Hand (z.B. EU, Bund, Land) durchgeführt werden. Daher sind die hier veröffentlichten Themenbeschreibungen als Beispiele zu verstehen, die eine mögliche, grobe Richtung vorgeben. Es gilt grundsätzlich:

  • wenn euch ein Themengebiet allgemein anspricht, ihr aber keine Arbeit aufgelistet findet die euch gefällt,
  • wenn ihr eigene Ideen und Vorschläge für ein entsprechendes Thema habt oder
  • wenn ihr zusätzlich gerne eure speziellen Fähigkeiten gezielt in eure Abschlussarbeit einbringen möchtet

versuchen wir gerne, genau dies nach euren Vorstellungen zu realisieren. Sprecht hierzu bitte einfach den zum Themengebiet oder zur Aufgabenbeschreibung passenden Assistenten an.

Gerne zeigen wir euch bei Gelegenheit auch Labore, Versuchsaufbauten oder das Testzentrum direkt vor Ort.