Optimierung künstlichen Auftriebs
„We will investigate the hydrodynamics of artificial upwelling systems and optimize their design. To this end we will develop and apply flow simulation methods capable to take into account the flow characteristics of artificial upwelling systems, e.g. turbulence models for density stratified flow, and methods for media and nutrient transport.”
In diesem Teilprojekt werden die strömungsmechanischen Vorgänge von künstlichem Auftrieb untersucht und optimiert. Insbesondere der Transport von anorganischen Nährstoffen im ozeanischen Tiefenwasser hin zur lichtdurchfluteten Oberflächenschicht soll dabei maximiert werden. Dies ist die Grundlage für die Auslösung eines biologischen bzw. biochemischen Prozesses der CO2-Sequestrierung. Dafür wird in Vorarbeiten bereits erstellten Simulationssystems weiterentwickelt und sich auf die Anwendung zur Optimierung der Topologie und operativen Parameter der Auftriebspumpe konzentriert. Unsere bisherigen Arbeiten (basierend auf dem OpenFOAM© Framework) dienen als Ausgangspunkt für die Entwicklung eines Lösungsansatzes, mit dem die folgenden Merkmale des ozeanischen Flusses realistisch modelliert werden können:
- Freier Oberflächenfluss
- Nährstofftransport
- Energie- und Salzgehaltstransport zur Berücksichtigung der Dichteschichtung
Eine Reihe von Herausforderungen bei der Modellierung und Algorithmus-Entwicklung müssen angegangen werden , um Simulationen mit der gewünschten Genauigkeit zu ermöglichen.