Zakres badań naukowych obejmuje modelowanie ruchu i dyspersji drobnych cząstek stałych i kropel (o rozmiarach rzędu mikrometrów) w przepływie turbulentnym. Przykładami takiego zjawiska są spalanie paliwa w kotłach przemysłowych, komorach spalania turbin gazowych i silników lotniczych oraz rozprzestrzenianie się pyłów w atmosferze i zanieczyszczeń w środowisku morskim.

Ze względu na szeroki zakres skal przepływu turbulentnego w zastosowaniach technicznych modelowanie numeryczne jest wysoce czasochłonne. W celu zmniejszenia wymaganej mocy obliczeniowej, do modelowania płynu stosuje się zazwyczaj uśrednione równania Naviera-Stokesa (RANS), które nie są jednak wystarczająco dokładne, gdy przepływ jest wielofazowy, w szczególności, gdy występuje faza dyspersyjna (cząstki). Dla ciężkich cząstek wielkością decydującą o ich ruchu, a co za tym idzie o szybkości dyspersji, przenoszonej energii kinetycznej, itd., jest prędkość płynu w położeniu cząstki. Dokładne wyznaczenie tego pola prędkości jest możliwe tylko dla prostych geometrii i niskiej intensywności turbulencji. Korzystając z metody dużych wirów (ang. Large Eddy Simulation - LES) można, choć wyższym niż dla RANS kosztem obliczeniowym, wyznaczyć pole prędkości płynu pomijając najmniejsze struktury wirowe, a przy tym uzyskując lepsze niż w RANS rezultaty dla fazy dyspersyjnej. Jednak aby w poprawny ilościowo sposób przewidzieć m.in. dyspersję ze źródła punktowego i separację (osadzanie się) cząstek na ściankach, należy uwzględnić w równaniach ruchu cząstek wpływ nierozwiązywanych najmniejszych skal wirowych przepływu.



Prowadzone badania mają dwa aspekty: pierwszym (poznawczym) jest ustalenie efektu, jaki najmniejsze skale wirowe turbulencji wywierają na ciężkie cząstki, a drugim (aplikacyjnym) jego modelowanie.

Oryginalność projektu polega na zastosowaniu modeli matematycznych ( głównie różniczkowych równań stochastycznych, ale również interpolacji fraktalnej i pól stochastycznych) w celu zwiększenia dokładności eulerowsko-lagranżowskich symulacji przepływu turbulentnego z fazą dyspersyjną w zastosowaniach technicznych bez zasadniczego zwiększania kosztu obliczeniowego.

Badanie wpływu najmniejszych wirów na cząstki ma szerszy zakres niż zazwyczaj obierany i obserwowane są nie tylko zmiany energii kinetycznej przy zaniedbaniu skal podsiatkowych, (jak to ma miejsce w LES), ale również m.in. wpływ filtru, którego splot z polem prędkości płynu stanowi podstawę metody LES, na prędkość płynu w położeniu cząstki. Pozwala to na udoskonalenie rozwijanych oraz istniejących modeli.