Hauptaugenmerk bei der Modellierung ist die Zähigkeit des Ausgangsmaterials: Zu Beginn der Injektion noch bei dem niedrigen Niveau von Wasser, steigt sie gegen Ende bis auf das 200fache der Ausgangsviskosität. Mit fortschreitender Polymerisierung wandelt sich zudem der anfänglich Newtonsche Charakter des Monomers hin zu einem strukturviskosen Verhalten. Die anfänglich hohen Fluidgeschwindigkeiten und das strukturviskose Verhalten verlangen nach Modifikationen des Darcy-Gesetzes. Die Beschreibungsebene dieser Gleichungen liegt auf der Längenskala von Zentimetern (Makroebene). Sie beinhalten die Permeabilität als Parameterfunktion, welche sich bei Kenntnis der Mikrostruktur des Kohlenstoff-Fasergeleges mittels der am Fraunhofer ITWM entwickelten Mikrostruktursimulation berechnen lässt. Dazu wurden die bestehenden Rheologiemodelle des proprietären Lattice-Boltzmann-Codes ParPac um nicht-Newtonsche Modelle wie das Cross-Modell erweitert.

Newtonisches Fluid oben - Shear-thinning Fluid unten

Die Abbildung links zeigt zwei Strömungssimulationen in einem Ausschnitt eines Kohlenstoff-Fasergeleges. Deutlich zu erkennen sind die scherverdünnenden Effekte bei der Verwendung eines nicht-Newtonschen Fluids an der sich ausbildenden höheren Geschwindigkeit. Aus dem Geschwindigkeitsfeld lässt sich nun die Permeabilität durch Mittelung berechnen und kann im Makromodell eingesetzen.