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Dr.-Ing. Philipp Brockmann

Arbeitsgebiet(e)

Suspensionen in rotierenden und druckgetriebenen Strömungen

Kontakt

work +49 6151 16-22184

Work W1|01 8
Flughafenstraße 19
64347 Griesheim

Sowohl in der Natur als auch in technischen Anwendungen sind partikelgeladene Strömungen weit verbreitet. Prominente Beispiele sind hier zum Beispiel Sedimenttransport in Flüssen oder die Beförderung von industriellen Abwasserschlämmen. In Suspensionströmungen können die hydrodynamischen Wechselwirkungen zwischen Partikeln und Fluid zu der Entstehung von zahlreichen musterartigen Partikelkonzentrationsverteilungen führen. Ein Beispiel dafür ist die Ausbildung von ringförmigen Partikelwolken in rotierenden Trommelströmungen, welches als sogenanntes „Partikel-Banding“ bekannt ist. Dieses „Partikelbanding“ Phänomen konnte kürzlich am SLA erstmalig auch in sogenannten Taylor-Couette Strömungen beobachtet werden, wobei außerdem eine vollständige Trennung der Partikel nach Größe beobachtet werden konnte. Daneben wurde am SLA experimentell beobachtet, das Suspensionsströmungen in Rechteckkapillaren in Abhängigkeit der Partikelvolumenkonzentration verschiedene Muster ausbilden.

Das Projekt “Suspensionen in rotierenden und druckgetriebenen Strömungen“ wird in Kooperation mit der KTH Stockholm, der Uni Duisburg Essen sowie der BTU Cottbus durchgeführt.

Für die Untersuchung von Suspensionsströmungen in Rechteckkapillaren im Mikrometerbereich wurde am SLA ein Mikroskop entwickelt, mit welchem Probenkörper mit bis zu einer Länge von 1000 mm untersucht werden können. Außerdem wurden zwei Taylor-Couette Prüfstände entwickelt in denen Zylinderdurchmesser von 12 mm bis 300 mm sowie Spaltweiten bis runter zu 1 mm realisiert werden können.

Um die 3D Partikelgeschwindigkeiten sowie die 3D Konzentrationsverteilung zu messen wurden am SLA Astigmatism Particle Tracking Velocimetry (APTV) Techniken entwickelt, welche sogar bei Partikelvolumenkonzentrationen von bis zu 20% eingesetzt werden können ( Brockmann et al., Experiments in Fluids 61 (2), 1-19, Brockmann, Hussong, Experiments in Fluids 62 (1), 1-11).

 

 

Brockmann, P., & Hussong, J. (2021).
On the calibration of Astigmatism particle tracking velocimetry for suspensions of different volume fractions. Experiments in Fluids, 62(1), 1-11.

Brockmann, P., Kazerooni, H. T., Brandt, L., & Hussong, J. (2020).
On the calibration of APTV of large particles for the investigation of suspension flows, ICTAM 2020, Milano Italy, short paper accepted by peer review, conference canceled due to COVID-19

Brockmann, P., Kazerooni, H. T., Brandt, L., & Hussong, J. (2020).
Utilizing the ball lens effect for astigmatism particle tracking velocimetry. Experiments in Fluids, 61(2), 67.

Philipp Brockmann, Hamid Tabaei Kazerooni, Luca Brandt, Jeanette Hussong,
Einfluss der Partikelgröße und des Brechungsindizes auf Kugellinsen Astigmatismus Particle Tracking Velocimetry, GALA Fachtagung 2019, 3-5. September, Erlangen

Brockmann, P., Deng Z. & Hussong J. (2018, Oktober),
World’s first artificial trachea model, Forum Experiment! 2018, Volkswagen Stiftung, Hannover.

Brockmann, P., Kazerooni, H.T., Brandt, L. & Hussong J. (2018, Juli),
Particle separation in narrow-gap Taylor-Couette flows investigated by an adapted astigmatism PTV-procedure, Proceedings of the 19th International Symposium on Application of Laser and Imaging Techniques to Fluid Mechanics, Lissabon, Portugal.

Brockmann, P., Kazerooni, H.T., Brandt, L. & Hussong J. (2018, Juli),
Particle separation in a narrow-gap Couette-Taylor setup, 20th International Couette Taylor Workshop, Marseille, Frankreich.

Kazerooni, H.T., Brockmann, P., Brandt, L. & Hussong J. (2018, Mai),
Numerical and experimental investigation of semi-dilute suspensions, Colloquium 596 Numerical simulations of flows with particles, bubbles and droplets, Venice, Italy.

Schröer, K., Kurzeja, P., Schulz, S., Brockmann, P., Hussong, J., Janas, P., Wlokas, I., Kempf, A. & Wolf, D. (2017),
Dilute suspensions in annular shear flow under gravity: simulation and experiment, EPJ Web of Conferences 140 , 09034

Brockmann, P., Kazerooni, H.T. & Hussong, J. (2017, September),
Utilizing an adapted astigmatism PTV-procedure to investigate microparticle segregation in Taylor-Couette flows, Workshop on Rotating Flows, Darmstadt.

Brockmann, P., Kazerooni, H.T., Brandt, L. & Hussong J. (2017, September),
Utilizing an adapted astigmatism PTV-procedure to investigate microparticle segregation in Taylor-Couette flows, Proceedings der 25. GALA-Fachtagung „Experimentelle Strömungsmechanik“, Karlsruhe.

Brockmann, P., Kazerooni, H.T. & Hussong, J. (2017, Juli),
Optische Untersuchungen der gravitationsinduzierten Mikropartikelsegregation in Taylor-Couette Strömungen, FLEM Kolloquium, Cottbus.

Brockmann, P., Kazerooni, H.T. & Hussong, J. (2017, März),
Untersuchung der Mikropartikel-segregation in laminaren Taylor-Couette-Strömungen mit Hilfe eines adaptierten 3D Astigmatismus-PTV Verfahrens, FEM Kolloquium, Siegen.

Brockmann, P., Vasanta Ram, V. I. & Hussong, J. (2016, März),

Similarities and differences in the shift from a Tollmien-Schlichting to a centrifugal instability between the inner and the outer rotation spiral Poiseuille flow. Joint Annual Meeting of DMV and GAMM, TU Braunschweig.

Brockmann, P., Vasanta Ram, V. I. & Hussong, J. (2016, März),

Ein Vergleich des linearen Stabilitätsverhaltens von innen- und außendrallbehafteter Ringspaltströmung – Unterschiede und Gemeinsamkeiten beim Übergang von der Tollmien-Schlichting-Instabilität zur zentrifugalen Instabilität. FEM Kolloquium, Dortmund.