Studien-/Abschlussarbeit: Numerische Untersuchung des elektrischen Aufladungsprozesses

Ausschreibung für die Fachrichtungen wie z. B.: Luft- und Raumfahrttechnik, Maschinenbau, Physik, technische Informatik oder vergleichbare.

Numerische Untersuchung des elektrischen Aufladungs-prozesses an einem Hochrotationszerstäuber
  
Am Fraunhofer IPA werden umfangreiche Projekte zur numerischen Simulation der elektrostatischen Beschichtung (Hochrotationszerstäuber mit Kontaktaufladung) durch-geführt. Das Verständnis, wie Lackeigenschaften (z. B. elektrische Leitfähigkeit und Permittivität), den Lackiervorgang beeinflussen, hilft die Prozesse weiter zu optimieren und Lackeinsparungen zu realisieren und Digitalisierungsprozesse voranzutreiben. 
Im Rahmen dieser Tätigkeiten wird eine Abschlussarbeit vergeben. Betrachtet werden die Aufladungsprozesse im Film auf dem Glockenteller, im Ligament/Tropfen sowie im Tropfen beim Zerstäubungsvorgang. Das kommerzielle CFD-Programm Ansys-Fluent mit VOF-to-DPM für Strömungen an freien Oberflächen und diskreter Phase (Partikelphase) wird in den Untersuchungen verwendet. Zusätzlich werden die von IPA entwickelten Modelle für die elektrostatische Beschichtung verwendet.

Die Arbeiten werden sich auf folgende Punkte konzentrieren:

• Berechnung der Zweiphasenströmung auf dem Glockenteiler unter Berücksichti-gung der Elektrohydrodynamik für die Filmaufladung. 
• Analysierung der Tropfenladungen bei weitergehendem Zerstäubungsvorgang anhand der erweiterten benutzerdefinierten Funktionen (UDFs) 
• Untersuchung der Einflüsse von Betriebsparametern, nämlich Hochspannung, Drehzahl, Farbmenge. Besondere Aufmerksamkeit liegt auf den Ladungsvorgang mit niedriger Glockendrehzahl
• Untersuchung der Einflüsse der Viskositätsmodelle (Scher- und Dehnviskosität) auf den Zerstäubungsvorgang bei niedriger Glockendrehzahl 
• Vergleich der Simulationsergebnisse mit den Versuchsergebnissen (gemessener Strom auf dem Substrat, Fadenlänge an der Glockenkante, usw.)