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Kevin Rave

• Transient 3D flow simulations are performed in a baffled tank stirred by a Rushton impeller. Single-phase flow and disperse liquid-liquid multiphase flow is investigated while a particular focus is put on the estimation of the droplet size distribution (DSD) throughout the tank at different operating conditions. DSD estimations are obtained utilizing the Eulerian multifluid framework coupled with population balance modeling. Discussions focus on the effect of geometrical simulation model simplifications on the representation of the flow physics, as well as on the benefits and drawbacks of a scale-adaptive simulation (SAS) over classical statistical turbulence models in terms of the shear stress transport (SST) model. Simulation results are assessed with single-phase flow literature data in terms of power number and mean flow profiles of velocity, kinetic energy and dissipation rate, as well as with DSD measurement data.
• Die Arbeit beschäftigt sich mit instationären 3D-Strömungssimulationen in einem Rührkessel mit Rushton-Impeller. Gegenstand der Untersuchungen sind Einphasenströmungen und disperse Mehrphasenströmungen, wobei hier das Hauptaugenmerk auf der Abschätzung der Tropfengrößenverteilung (DSD) im Tank bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen liegt. Die DSD-Schätzungen werden durch eine Kopplung von Euler-Euler Multifluid-Modell und Populationsbilanzmodellierung erzielt. Schwerpunkte der Diskussionen bilden die Auswirkungen von Geometrievereinfachungen im Simulationsmodell auf die Abbildung der Strömungsphysik sowie die Vor- und Nachteile einer skalenadaptiven Simulation (SAS) gegenüber klassischen statistischen Turbulenzmodellen wie dem Shear-Stress-Transport (SST) Modell. Die Bewertung der Simulationsergebnisse erfolgt mit einphasigen Literaturdaten der Leistungszahl und der mittleren Strömungsprofile von Geschwindigkeit, kinetischer Energie und Dissipationsrate sowie mit DSD-Messdaten.