Activity Metal Foams
Internally funded project
Start date : 01.01.2000
Project details
Short description
Until today, metallic foams are not common despite their potential for energy absorption and ultra-light components. The main disadvantage are the inhomogenities of the pore structure, which includes variations in the pore size, geometry and wall size. The aim is to understand the underlying effects during foam formation to improve the process.
The implemented software bases on the lattice Boltzmann method, covers he most important physical effects during foam formation and is able to predict modified process strategies. The implementation comprises the hydrodynamic, diffusive and thermodynamic conservation equations applied on free surfaces. The physical models cover the growth, coarsening, reordering and collapse of foam bubbles as well as effects of the whole pore network like aging and drainage due to capillarity and wetting.
Scientific Abstract
Trotz des Potentials von Metallschäumen für energieabsorbierende und besonders leichte Strukturbauteile konnten sich diese bisher nur wenig durchsetzen. Ein Hindernis für den Einsatz besteht in den Inhomogenitäten der Porenstruktur, wozu starke Variationen in der Porengröße, der Porengeometrie und der Zellwanddicken zählen. Ziel ist es, die bei der Schaumentstehung auf pulvermetallurgischer Basis ablaufenden Prozesse besser verstehen und beeinflussen zu lernen.
Die erarbeitete Simulationssoftware, basierend auf der Gitter Boltzmann Methode, bildet alle wesentlichen Aspekte während der Schaumentstehung ab und erlaubt eine Vorhersage für modifizierte Prozessstrategien. Die Software stützt Ihre Ergebnisse auf der Implementierung der hydrodynamischen, diffusiven und thermodynamischen Erhaltungsgleichungen angewendet auf freie Oberflächen. Die physikalischen Modelle umfassen sowohl das Wachstum, die Vergröberung, die Neuordnung und das Platzen der Blasen als auch Effekte des Schaumnetzwerks wie Alterung und Drainage hervorgerufen durch z.B. Kapillarkräfte oder Gravitation.
