Doktorand i numerisk simulering av turbulent värmeöverföring

Om arbetsplatsen

Doktoranden kommer att vara anställd vid Institutionen för Energivetenskaper vid Lunds tekniska högskola (LTH), Lunds universitet, och tillhöra avdelningen för värmeöverföring. Forskningsmiljön bedriver forskning inom strömningsmekanik, värmeöverföring och beräkningsströmningsmekanik, med särskilt fokus på numerisk modellering och simulering av turbulenta strömmar och tekniska tillämpningar.

Doktoranden kommer att arbeta i en forskningsmiljö som förenar grundforskning med tillämpningar av direkt relevans för industrin. Projektet genomförs i nära samarbete med Siemens Energy AB, Ericsson AB, TRATON AB och RISE. Det ger möjlighet att arbeta i gränslandet mellan grundforskning, avancerade numeriska metoder och industriellt relevanta problem.

Doktoranden får tillgång till expertis inom beräkningsströmningsmekanik (CFD), turbulens, värmeöverföring, numeriska metoder och högprestandaberäkningar. Arbetet innebär omfattande användning av högprestandaberäkningsresurser, både GPU- och CPU-baserade.

Att vara doktorand

Som doktorand är du både antagen som student och anställd vid Lunds universitet.

Som doktorand får du vetenskaplig skolning. Du tränas i att tänka kritiskt och analytiskt, lösa problem självständigt med lämpliga metoder och utveckla en medvetenhet om forskningsetik. Du får också möjlighet att arbeta i projekt och utveckla ditt ledarskap och din pedagogiska förmåga. Under hela utbildningen får du handledning. Doktorandutbildningen avslutas med en avhandling och doktorsexamen.

Ämnes- och projektbeskrivning

Ytråhet påverkar turbulent strömning, väggfriktion och värmeöverföring i många tekniska system. Det är viktigt att förstå och kunna förutsäga dessa effekter inom en rad tillämpningar, bland annat energisystem, termisk hantering och transporter. Trots den praktiska betydelsen är det fortfarande en utmaning att förutsäga turbulent värmeöverföring över realistiska skrovliga ytor med god noggrannhet, särskilt när arbetsmediets egenskaper och de relativa tjocklekarna hos impuls- och värmegränsskikten varierar. Målet med doktorandprojektet är att fördjupa den fysikaliska förståelsen av samspelet mellan ytråhet, turbulens och värmeöverföring samt omsätta förståelsen i förbättrade tekniska modeller.

Forskningen kommer främst att använda högupplösta numeriska simuleringar, däribland direkt numerisk simulering (DNS) och storvirvelsimulering (LES). Olika CFD-program kommer att användas beroende på problem och önskad noggrannhet, bland annat OpenFOAM, CaNS och nekRS. Simuleringarna kommer i stor utsträckning att använda moderna högprestandaberäkningsresurser med både GPU:er och CPU:er.

Projektet undersöker hur ytråhet påverkar turbulent strömning och värmeöverföring för olika fluider och termiska förhållanden. Särskild uppmärksamhet ägnas åt samspelet mellan råhetsgeometri, turbulenta strukturer samt impuls- och värmegränsskikt, även när de termiska gränsskiktens och impulsgränsskiktens relativa tjocklek skiljer sig åt.