Hannover 2010 – wissenschaftliches Programm

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UP: Fachverband Umweltphysik

UP 5: Ocean and Soil

UP 5.2: Hauptvortrag

Mittwoch, 10. März 2010, 17:00–17:30, M 11

Modellierung von Zweiphasenströmung im Untergrund — •Insa Neuweiler — Leibniz Universität Hannover, Institut für Strömungsmechanik und Umweltphysik im Bauwesen

Strömungs- und Transportprozesse im Boden oder tieferen geologischen Formationen involvieren oft die Strömung zweier nicht-mischbarer Fluide. Beispiele sind die Infiltration von Wasser in den Boden nach einem Regenereignis, oder auch die Bewegung von Trocknungsfronten im Boden. Solche Prozesse sind oft durch Bewegung von scharfen Grenzzonen zwischen den Fluiden (auf einer makroskopischen Längenskala, auf der Poren nicht mehr aufgelöst werden) bestimmt. Für die Abschätzung von strömungsabhängigem Transport oder chemischen Reaktionen und Phasenübergängen an den Grenzflächen ist deren Morphologie entscheidend. Sie wird bestimmt durch das Zusammenspiel von Gravitation, Kapillarkräften und Druckkräften. Für die Modellierung der Grenzzonen ist die heterogene Struktur des Untergrunds ein Problem. Sie kann zu verstärktem Aufrauhen oder zur Stabilisierung der Grenzzonen führen. Da die Struktur des Untergrunds in aller Regel nicht bekannt ist, muss deren Auswirkung in Modellen näherungsweise wiedergegeben werden. Dabei ist es wichtig, sinnvolle Maße für heterogene Strukturen zu finden, die die Morphologie der Grenzzonen bestimmen. Im Vortrag werden Modellierungsansätze vorgestellt, die für verschiedene Zweiphasenströmungsprozesse die Grenzzonen im Mittel beschreiben sollen. Die Methoden zur Modellentwicklung beruhen auf Homogenisierungstheorie und störungstheoretischen Ansätzen.