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Die Zusammenarbeit zwischen dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) und MAHLE ist ein Paradebeispiel für eine gelungene Kooperation zwischen Forschung und Industrie. Seit über 10 Jahren arbeiten Wissenschaftler*innen des HZDR mit dem international führenden Zulieferer der Automobilindustrie, MAHLE mit Hauptsitz in Stuttgart, an effizienten und energiesparenden Klimaanlagen in Fahrzeugen. Nun haben die Partner ihre Zusammenarbeit mit einer Absichtserklärung bekräftigt. In der Zukunft wollen das HZDR und MAHLE auch bei weiteren Themen des Thermomanagements in der E-Mobilität sowie bei der Nachwuchsförderung kooperieren.
Klimaanlagen funktionieren meist nach einem einfachen Prinzip: In einem geschlossenen Kreislauf wird ein Kältemittel bei niedrigem Druck verdampft und anschließend bei höherem Druck wieder kondensiert. Das Verdampfen des Kältemittels im Wärmeübertrager eines Klimagerätes ist ein extrem schneller Vorgang, der zu einer Strömung aus Dampf und Flüssigkeit führt – einer sogenannten Zweiphasenströmung. „Aufgrund der Geometrie moderner Wärmeübertrager und der hochkomplexen Strömungsvorgänge ist die Entwicklung effizienter Kühltechnik eine äußerst anspruchsvolle Aufgabe“, erläutert Dr. Dirk Lucas, Abteilungsleiter im Institut für Fluiddynamik des HZDR.
Die Entwicklung solcher Wärmeübertrager ist bislang vor allem von viel praktischem Wissen geprägt. Das Grundproblem: Man sieht nicht, wie im Inneren der Klimaanlage die komplexen strömungsmechanischen Prozesse ablaufen. Gemeinsam mit den HZDR-Forscher*innen setzt MAHLE dafür seit 2014 auf numerische Strömungssimulationen (Englisch: Computational Fluid Dynamics, CFD). „In dem ersten großen Projekt mit MAHLE haben wir CFD-Simulationen und Röntgen-Mikrotomographie der Zweiphasenströmung in Rohrleitungen der Klimaanlage erstellt“, so Lucas.
Im Folgeprojekt entwickelten die Kooperationspartner gemeinsam einen Modellverdampfer, mit dem die Flüssigkeitsverteilung in der Rohrströmung detailliert bis in die einzelnen Kanäle und Blenden gemessen werden kann. „Damit können wir nun jederzeit Probleme nachstellen und betrachten, wie wir zu Verbesserungen bei der Verteilung des Zweiphasengemischs kommen“, freut sich Lucas. Rund eine Million Euro hat MAHLE bereits in die Forschung zur Simulation und Modellentwicklung von Strömungen am HZDR investiert.
„Die Zusammenarbeit mit dem Industriepartner ist ein Paradebeispiel, welche Hebelwirkung anwendungsorientierte Grundlagenforschung für die Verbesserung der Energie- und Ressourceneffizienz hat“, betont Prof. Sebastian M. Schmidt, Wissenschaftlicher Direktor des HZDR, bei der Unterzeichnung der Absichtserklärung. Dr. Wolfram Kühnel, bei MAHLE in der Forschung und Vorausentwicklung tätig, ergänzt: „Die theoretischen Arbeiten zur Modellentwicklung und Simulation tragen erheblich dazu bei, unserem Anspruch, Technologietreiber für die effiziente und umweltschonende Mobilität von morgen zu sein, gerecht zu werden.“
Die CFD-Methoden sollen künftig auch bei Mehrphasenströmungen in der Elektromobilität, etwa zur Batteriekühlung von Elektrofahrzeugen, als Werkzeug etabliert werden. Zudem sollen Hospitationsprogramme, Führungen und gemeinsame Workshops mit besonderem Fokus auf die Nachwuchsförderung die Forschungsaktivitäten ergänzen.
Weitere Informationen:
Dr. Dirk Lucas | Leiter Computational Fluid Dynamics
Institut für Fluiddynamik am HZDR
Tel.: +49 351 260 2047 | E-Mail: d.lucas@hzdr.de
Medienkontakt:
Simon Schmitt | Leitung und Pressesprecher
Abteilung Kommunikation und Medien am HZDR
Tel.: +49 351 260 3400 | Mobil: +49 175 874 2865 | E-Mail: s.schmitt@hzdr.de
Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) forscht auf den Gebieten Energie, Gesundheit und Materie. Folgende Fragestellungen stehen hierbei im Fokus:
• Wie nutzt man Energie und Ressourcen effizient, sicher und nachhaltig?
• Wie können Krebserkrankungen besser visualisiert, charakterisiert und wirksam behandelt werden?
• Wie verhalten sich Materie und Materialien unter dem Einfluss hoher Felder und in kleinsten Dimensionen?
Das HZDR entwickelt und betreibt große Infrastrukturen, die auch von externen Messgästen genutzt werden: Ionenstrahlzentrum, Hochfeld-Magnetlabor Dresden und ELBE-Zentrum für Hochleistungs-Strahlenquellen.
Es ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, hat sechs Standorte (Dresden, Freiberg, Görlitz, Grenoble, Leipzig, Schenefeld bei Hamburg) und beschäftigt fast 1.500 Mitarbeiter*innen – davon etwa 670 Wissenschaftler*innen inklusive 220 Doktorand*innen.
Dr. Dirk Lucas | Leiter Computational Fluid Dynamics
Institut für Fluiddynamik am HZDR
Tel.: +49 351 260 2047 | E-Mail: d.lucas@hzdr.de
Mit ihrer Unterschrift bekräftigen sie die Zusammenarbeit: Prof. Sebastian M. Schmidt, Wissenschaftl ...
HZDR
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Criteria of this press release:
Journalists
Energy, Materials sciences, Mechanical engineering, Physics / astronomy, Traffic / transport
transregional, national
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German
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