Auf Einladung des Organisationskomitees hielt Prof. Wen auf dem ENCIT-2024, dem 20. Brasilianischen Kongress für Wärmewissenschaften und -technik, vom 10. bis 14. November 2024 in Foz do Iguaçu, Brasilien, einen Hauptvortrag mit dem Titel "Multiscale Study of Flow and Heat Transfer across Interfaces".
Grenzflächen sind allgegenwärtig, und Transportphänomene an oder über Grenzflächen bestimmen oft die Leistung eines technischen Systems, beispielsweise in den Bereichen Energie, Fertigung, Luft- und Raumfahrt, Prozessintensivierung, Medizin und darüber hinaus. Fluidströmung und Wärmeübertragung finden grundsätzlich auf verschiedenen Skalen statt, vom Ladungsträgertransport auf molekularer/atomarer Ebene bis hin zum Energie- und Massentransport auf technischer Ebene. Sowohl bei reagierenden als auch bei nicht reagierenden Grenzflächen können Prozesse auf der Nanoskala die Leistung auf der Makroskala erheblich beeinflussen. Es war schon immer eine große Herausforderung, diese beiden Skalen mithilfe geeigneter Methoden zu verbinden, die eine schnelle Simulation bei ausreichendem Input auf molekularer Ebene ermöglichen.
Verschiedene Kopplungsstrategien, wie die Kopplung von MD-abgeleiteten Eigenschaften, die heterogene Multiskalenmodellierung (HMM) und die Domänenzerlegung (DD), wurden entwickelt. Zur Vorhersage thermophysikalischer Eigenschaften wird häufig die Gleichgewichtsmolekulardynamik (EMD) eingesetzt, die die Vorhersage größenabhängiger Eigenschaften und damit des Transportphänomens in der Nähe oder über eine Grenzfläche unter Quasigleichgewichtsbedingungen ermöglicht. Für Grenzflächen mit komplexen chemischen Reaktionen wurde kürzlich ein Kopplungsansatz aus reaktiver Molekularsimulation (RMD) und CFD vorgeschlagen und entwickelt, um verschiedene Reaktionen an Grenzflächen für die makroskopische Wärmeübertragungsvorhersage zu erfassen. Dieser Vortrag stellt unsere jüngsten Entwicklungen in der Multiskalenkopplung und Simulation von Transportprozessen an verschiedenen Grenzflächen vor. Es werden Beispielstudien zu Multiskalenströmung und Wärmeübertragung an reagierenden und nicht reagierenden Grenzflächen mit verschiedenen Phasenübergangsphänomenen vorgestellt. Die Grenzen und Herausforderungen unseres Multiskalenansatzes sowie Perspektiven für zukünftige Forschung werden diskutiert.
Während der Konferenz traf Prof. Wen viele alte und neue Freunde in Brasilien und vertiefte seine langjährige Zusammenarbeit mit brasilianischen Wissenschaftlern.