Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kein Durchkommen für Rußpartikel

01.02.2007
Ob beim Kaffeekochen, beim Staubsaugen oder beim Reinigen von Dieselabgasen - Filter werden vielerorts gebraucht. Das optimale Design zu finden, ist jedoch oft kostenintensiv und langwierig. Eine neue 3-D-Simulationssoftware ersetzt den Bau von Prototypen.

Rußpartikelfilter bahnen sich langsam einen Weg in die Serienproduktion - die meisten Autohersteller bauen sie bei Dieselfahrzeugen bereits mit ein, um die Feinstaubemissionen zu minimieren. Doch welche Filter fischen die gesundheitsschädlichen Partikel am effektivsten heraus? Wie wirken sich geometrische Details des Filtermaterials auf die Filtereigenschaften aus? Bislang benötigen Forscher und Entwickler Testreihen, um solche Fragen zu beantworten: Von jedem Filter stellen sie einen Prototypen her, der im Praxistest zeigen muss, was er kann. Die Zahl der Test-Filter ist enorm - sie kann in die Hunderte gehen.

Eine neue Simulationssoftware könnte die Zahl der benötigten Proto-typen und somit die Entwicklungszeit und -kosten in Zukunft erheblich verringern - und dabei mehr leisten: "Mit unserer 3-D-Simulation FilterDict erhält man erstmals die volle Information über die Filtervorgänge, die über praktische Tests oft nicht zugänglich ist", sagt Stefan Rief, Simulationsentwickler am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern. "So können wir etwa simulieren, wie schnell und weit Partikel in den Filter eindringen - und das für beliebige Filtermaterialien." Als Ausgangsgrößen benötigt FilterDict das Filtermaterialmodell aus dem Mikrostrukturgenerator GeoDict, verschiedene physikalische Größen, sowie die Größenverteilung der Partikel. Je nach Filtermaterial können zudem weitere Parameter berücksichtigt werden, bei Faserfiltern etwa die Richtung der Fasern. Das Programm berechnet aus diesen Informationen die Bahn der Rußteilchen durch die Filtermedien - und zwar für jedes der Milliarden Partikel einzeln. "Mit Hilfe der Simulation können wir erkennen, wo im Filter sich welche Rußmenge ablagert. Wir optimieren das Design des Filters im Hinblick auf lange Regenerationsintervalle, geringen Kraftstoffverbrauch und hohe Motorleistung", erklärt Rief.

Den ersten Praxistest hat das Simulationsprogramm bereits bestanden: Gemeinsam mit Kollegen von Bosch untersuchten die Wissenschaftler zwei verschiedene Dieselrußpartikelfilter mit und ohne Faserauflage experimentell und verglichen die Ergebnisse mit denen der Simulationen. Nun weiten Bosch und ITWM die Zusammenarbeit aus und simulieren bis zu hundert Filter. Ungeeignete Filtertypen können so bereits aufgrund der Simulationsergebnisse ausgeschlossen werden - nur von Filtern, die in FilterDict gut abschließen, stellen die Forscher einen Prototypen her und testen diesen zusätzlich im Labor. Auf der Messe Filtech, die vom 27. Februar bis 1. März in Wiesbaden stattfindet, wird das Simulationsprogramm vorgestellt (Halle 1, Stand E7).

Dr. Janine Drexler | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/fhg/press/pi/2007/02/Mediendienst22007Thema5.jsp

Weitere Berichte zu: Filter FilterDict ITWM Partikel Praxistest

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Brain-Computer-Interface: Wenn der Computer uns intuitiv versteht
18.01.2017 | Technische Universität Berlin

nachricht »Lernlabor Cybersicherheit« startet in Weiden i. d. Oberpfalz
12.01.2017 | Fraunhofer-Gesellschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie