Mit Massenaustausch und Stofftransport sind Prozesse wie Diffusion und Konvektion, Adsorption und Separation sowie Stoffübergang und Stoffdurchgang (z.B. durch poröse Medien) verbunden.
Beispiele:
| Auswaschvorgänge von Substanzen in durchströmten Systemen und Geräten (Recovery Test von Reinräumen, Rauchausbreitung / Entrauchung von Gebäuden) |
| Stoffübergang in Mehrphasensystemen einschließlich chemischer und/oder biologischer Reaktionen (Fermenter) |
| Stoffübergang von beschichteten Wänden und Füllkörpern (Adsorber) |
| Selektion und Filterung von Substanzen (Staubfilter, Gasabscheider) |
| Stoffaustausch durch selektive Membranen (Dialysator und Oxygenator) |
| rotationsbedingte Separation (Blutzellseparator) |
| Medienversorgung in Zellkultursystemen (Bioreaktor) |
Die Analyse dieser kombinierten Strömungs- und Stofftransportsysteme mit numerischer Simulation eröffnet die Möglichkeit, detaillierte Zusammenhänge zu erkennen, Einflussparameter zu analysieren, zu differenzieren und zu kontrollieren sowie diese Prozesse eindrucksvoll zu visualisieren.
Insbesondere in der Biomedizin und Medizintechnik findet man vielfältige Prozesse des Transportes und Austausches verschiedener Stoffe und Substanzen. Dies betrifft sowohl natürliche Organe oder Organsysteme als auch Geräte, die Organfunktionen übernehmen, wie z.B. der Dialysator. In diesen Systemen gestaltet es sich in der Regel schwierig, die interne Verteilung der interessierenden Substanzen dreidimensional zu visualisieren bzw. Vorgänge zu rekapitulieren. Virtuelle Methoden, wie die Strömungssimulation, bieten hier oft die einzige Möglichkeit des Verständnisses von systeminternen Vorgängen und Zusammenhängen. Sie sind daher idealer Ausgangspunkt für eine effektive Optimierungen beispielsweise von künstlichen Organen.
