Unser Team unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Andreas Kempf, Apl. Prof. Dr. Khadijeh Mohri und Dr.-Ing. Irenäus Wlokas entwickelt und testet Methoden zur Simulation, Vermessung und Optimierung reaktiver Strömungen, Flammen und Detonationen in Anlagen wie chemischen Reaktoren, Gasturbinen-Brennkammern, Wasserstoffsystemen, Kolbenmotoren und Eisen-Direkreduktionsanlagen. Unsere Methoden verkürzen Entwicklungszeiten, minimieren Schadstoffe und bieten tiefe Einblicke in Prozesse und Physik. Damit ermöglichen wir die Entwicklung kosteneffizienter, flexibler und sicherer Anlagen mit deutlich reduzierten Emissionen.

Die komplexen Vorgänge in Synthese- und Verbrennungsanlagen erfordern eine detaillierte numerische Beschreibung von Reaktions- und Transportprozessen. Durch Simulationen gewinnen wir Einblicke in messtechnisch unzugängliche Bereiche, untersuchen isolierte Teilprozesse und ihre Interaktionen und überbrücken die Lücke zwischen Labor- und Industriemaßstab. Hierfür entwickeln und implementieren wir numerische Modelle und Methoden zur Beschreibung und Simulation der turbulenten Verbrennung von Mehrphasenströmungen sowie der Reaktionskinetik.

Unsere am Lehrstuhl entwickelten tomographischen Messverfahren ermöglichen es, die Dynamik komplexer, dreidimensionaler Strömungen von Gasen und Flüssigkeiten zu erfassen—und das ohne den Prozess zu stören.

Unsere Arbeit wird finanziert durch das Land Nordrhein-Westfalen, die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), die Allianz Industrieforschung (AiF), nationale und internationale Höchstleistungsrechenzentren sowie zahlreiche Unternehmen aus den Bereichen Installations-, Kraftwerks- und Anlagenbau.

An der Universität Duisburg-Essen ist unsere Gruppe eng vernetzt mit den Gruppen des CENIDE (Center for Nano-Integration Duisburg-Essen), NETZ (Nano-Energie Technik Zentrum), ZBT (Zentrum für Brennstoffzellentechnik) und CCSS (Center for Computational Sciences and Simulation). Als Mitglied des EMPI stellen wir detaillierte Simulationsergebnisse bereit und nutzen essenzielle Daten aus den Experimenten der Partnergruppen.

Das Studium an unserem Lehrstuhl vermittelt Kompetenzen in Strömungssimulation, Beschreibung reagierender Strömungen, Turbulenzmodellierung und Numerik.

Der Dachverein 4NG ist ein Zusammenschluss der Fakultätentage Bauingenieurwesen, Geodäsie und Umweltingenieurwesen, Elektro- und Informationstechnik, Informatik sowie Maschinenbau und Verfahrenstechnik. Er deckt 90 % des universitären Lehrangebots in diesen Fächern ab und repräsentiert mehr als 3.500 ProfessorInnen, 30.000 MitarbeiterInnen und über 280.000 Studierende an 60 Universitäten in Deutschland. Der Dachverein nimmt regelmäßig Stellung zur Hochschul- und Wissenschaftspolitik.