Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM
Reaktiver Transport von gelösten Stoffen ist relevant in vielen Prozessen der Industrie und Umwelt. Beispiele hierfür sind funktionalisierte Membranen, die Absorption von gelösten reaktiven Stoffen in Gestein oder nanoporösen Reaktoren. Für das akademische Studium dieser Prozesse und deren Optimierung in industriellen Prozessen und Produkten sind numerische Simulationen auf Porenebene unerlässlich.
Zu diesem Zweck haben wir PoreChem entwickelt, ein hochentwickeltes Softwarepaket, das dreidimensionalen Fluss, Transport und Reaktionen chemisch reaktiver gelöster Stoffe in aufgelösten porösen Medien simuliert.
Mit PoreChem kann zunächst die Strömung eines Fluides durch ein poröses Medium (siehe Abbildung 1) simuliert werden. Auf dem daraus resultierenden Geschwindigkeitsfeld wird dann der Transport gelöster Stoffe durch Diffusion und Advektion im Porenraum (siehe Abbildung 2) berechnet. Dabei können Reaktionen zwischen den Spezies mit verschiedenen Reaktionskinetiken mitberücksichtigt werden. Diese Reaktionen können sowohl im Fluidvolumen als auch auf der Oberfläche des porösen Mediums stattfinden.
