Binarstromung
In dieser Folge spricht Gudrun mit Anne Bayer und Tom Braun. Sie sind im Bachelorstudiengang Wirtschaftsmathematik bzw. Mathematik am KIT eingeschrieben und haben 2019 das Projektorientierte Softwarepraktikum in Gudruns Arbeitsgruppe absolviert. Das Gespr\xe4ch dreht sich um ihre Erfahrungen in dieser Lehrveranstaltung. Das Projektorientierte Softwarepraktikum wurde 2010 als forschungsnaher Lernort konzipiert. Studierende unterschiedlicher Studieng\xe4nge arbeiten dort ein Semester lang an konkreten Str\xf6mungssimulationen. Es wird regelm\xe4\xdfig im Sommersemester angeboten. Seit 2014 liegt als Programmiersprache die Open Source Software OpenLB zugrunde, die st\xe4ndig u.a. in der Karlsruher Lattice Boltzmann Research Group weiter entwickelt wird. Au\xdferdem wird das Praktikum seit 2012 vom Land Baden-W\xfcrttemberg gef\xf6rdert als eine M\xf6glichkeit f\xfcr Studierende, sich im Studium schon an Forschung zu beteiligen. Konkret l\xe4uft das Praktikum etwa folgenderma\xdfen ab: Die Studierenden erhalten eine theoretische Einf\xfchrung in Str\xf6mungsmodelle und die Idee von Lattice-Boltzmann-Methoden und finden sich f\xfcr ein einf\xfchrendes kleines Projekt in Zweiergruppen zusammen. Anschlie\xdfend w\xe4hlen sie aus einem Katalog eine Frage aus, die sie bis zum Ende des Semesters mit Hilfe von Computersimulationen gemeinsam beantworten. Diese Fragen sind Teile von Forschungsthemen der Gruppe, z.B. aus Promotionsprojekten oder Drittmittelforschung. W\xe4hrend der Projektphase werden die Studierenden von dem Doktoranden/der Doktorandin der Gruppe, die die jeweilige Frage gestellt haben, betreut. Am Ende des Semesters werden die Ergebnisse in Vortr\xe4gen vorgestellt und diskutiert. Hier ist die ganze Arbeitsgruppe beteiligt. In einer Ausarbeitung werden au\xdferdem die Modellbildung, die Umsetzung in OpenLB und die konkreten Simulationsergebnisse ausf\xfchrlich dargelegt und in den aktuellen Forschungsstand eingeordnet. Diese Ausarbeitung wird benotet. Die Veranstaltung wird mit 4 ECTS angerechnet. Anne und Tom betrachten einen W\xfcrfel, in dem zwei Fl\xfcssigkeiten enthalten sind, die sich nicht mischen k\xf6nnen. Konkret ist eine Tropfen von Fluid 1 ist in ein Fluid 2 eingebettet. Dadurch entsteht insbesondere eine diffuse Grenzfl\xe4che zwischen beiden, die durch mehrere physikalische Faktoren beeinflusst ist, wie z.B. die Viskosit\xe4t der Fl\xfcssigkeiten oder die Gr\xf6\xdfe des Tropfens. Wo die Grenzfl\xe4che verl\xe4uft ist Teil des physikalischen Problems. Grundlage des verwendeten sehr einfachen Modells ist die Oberfl\xe4chenspannung. Der Tropfen hat aufgrund dieser Oberfl\xe4chenspannung einen anderen Druck im Inneren als im das Fluid im au\xdfen. Dies kann mit dem Laplace-Operator modelliert und berechnet werden. Sie berechnen die im numerischen Modell vorliegende Druckdifferenz, indem der Druck im kugelf\xf6rmigen Tropfen und dem Punkt am weitesten entfernt betrachtet wird (in diesem Fall den Punkt aus der linken unteren Ecke).