Doktorand i CFD-modellering av fluidiserad oxyfuel-förbränning för BECCS

Beskrivning av arbetsplatsen

Institutionen för energivetenskaper vid Lunds universitet är ett ledande centrum för forskning inom energi, strömningsmekanik och hållbarhet.

Avdelningen för Strömningsteknik vid Institutionen för energivetenskaper är en framstående och dynamisk forskningsmiljö, erkänd för sina banbrytande bidrag till området strömningsmekanik, särskilt inom områdena energisystem och hållbara teknologier. Vår avdelning stoltserar med en samarbetsvillig och innovativ forskningskultur, där tvärvetenskapliga tillvägagångssätt aktivt eftersträvas.

På vår avdelning hittar du ett mångsidigt team av experter som specialiserar sig på olika aspekter av strömningsdynamik, värmeöverföring och multifysik-problem, alla arbetar för att utveckla hållbara lösningar för samtida utmaningar. Våra faciliteter är utrustade med toppmoderna beräkningsresurser, vilket möjliggör avancerade simuleringar och modellering. Dessutom engagerar vi oss aktivt i samarbeten med andra ledande experter inom laserdiagnostik, automatisk styrning, värmeöverföring och livscykelanalys, både nationellt och internationellt, vilket främjar ett nätverk av expertis och innovation.

Denna position erbjuder en unik möjlighet att vara en del av ett livligt samfund som ligger i framkanten av forskningen inom strömningsmekanik och dess tillämpningar i hållbara energi- och miljölösningar.

Denna doktorandtjänst är en del av det tvärvetenskapliga forskningsprojektet OXYFLUID, som genomförs i samarbete mellan Lunds universitet, Umeå universitet, Luleå tekniska universitet, RISE Research Institutes of Sweden samt flera industriella partners. Projektet kombinerar avancerad numerisk modellering, experiment i laboratorieskala, optisk diagnostik och systemanalys för att utveckla och utvärdera teknologier för oxyfuel-förbränning i fluidiserade bäddar för negativa CO₂-utsläpp och tillämpningar inom koldioxidavskiljning.

Forskningsmiljön erbjuder tillgång till moderna beräkningsresurser och nära samarbete med experter inom förbränning, reagerande partikelströmningar, laserdiagnostik, processmodellering och energisystem. Den framgångsrika kandidaten kommer att ingå i en aktiv internationell forskningsmiljö och bidra till utvecklingen av nästa generations numeriska verktyg för hållbara energiteknologier.

Särskild ämnesbeskrivning

Denna doktorandtjänst är inriktad mot avancerade studier inom strömningsmekanik med hjälp av Computational Fluid Dynamics (CFD) för oxyfuel-förbränning av fast biomassa i fluidiserade bäddar, med fokus på reagerande flerfasströmningar, partikeldynamik, värmeöverföring och oorganisk kemi relevant för BECCS-tillämpningar.

Arbetsuppgifter

Huvuduppgiften för en doktorand är att ägna sig åt sin forskarutbildning vilket innefattar såväl deltagande i forskningsprojekt som forskarutbildningskurser. I arbetsuppgifterna kan det även ingå/ingår det även medverkan i undervisning och annat institutionsarbete, dock max 20 % av arbetstiden.

Arbetet omfattar utveckling av avancerade numeriska modeller för reagerande gas–partikelströmningar i fluidiserade bäddreaktorer under oxyfuel-förhållanden. Forskningen kommer att bedrivas inom ett Eulerisk–Lagrangiskt ramverk och innefattar implementering och validering av delmodeller för partikeltransport, bränsleomvandling, devolatilisering, heterogena och homogena reaktioner samt transport av oorganiska ämnen såsom kalium, klor och svavel. Projektet kommer att integrera avancerade metoder såsom Multi-Phase Particle-in-Cell (MP-PIC), coarse-graining-metoder, distribution-kernel-modeller samt andra framväxande metoder för partikelinteraktioner.

Doktoranden kommer att:

• utveckla och implementera CFD-modeller för oxyfuel-förbränning av biomassa i fluidiserade bäddar,
• genomföra storskaliga simuleringar av reagerande partikelbärande strömningar i fluidiserade bäddreaktorer,
• undersöka bränsleomvandling, frisättning av flyktiga ämnen, värmeöverföring, gas–partikelinteraktioner samt askrelaterade processer under oxyfuel-förhållanden,
• studera hur bränsleegenskaper, syrekoncentration, luftläckage och fukthalt påverkar reaktorprestanda och CO₂-renhet,
• validera numeriska modeller med hjälp av experimentella data från en ny 20 kW bubblande fluidiserad bäddreaktor utrustad med avancerad optisk diagnostik,
• bidra till simuleringar av fluidiserade bäddpannor i industriell skala samt utvärdera retrofit-strategier för oxyfuel-drift,
• delta i spridning av forskningsresultat genom vetenskapliga publikationer, konferenspresentationer och samarbete med akademiska och industriella partners.

Tjänsten innefattar även nära samarbete med forskare som arbetar med experiment, optisk diagnostik, processmodellering och systemanalys inom det bredare OXYFLUID-projektet.

Behörighet 

Grundläggande behörighet till utbildning på forskarnivå har den som har

• avlagt examen på avancerad nivå eller
• fullgjort kursfordringar om minst 240 högskolepoäng, varav minst 60 högskolepoäng på avancerad nivå eller
• på något annat sätt inom eller utom landet förvärvat i huvudsak motsvarande kunskaper.

Kraven på särskild behörighet för energivetenskaper uppfyller den som har:

• Minst 30 högskolepoäng på avancerad nivå som är relevanta för ämnet, varav minst 15 poäng ska utgöras av ett examensarbete på avancerad nivå, eller
• En civilingenjörsexamen eller en masterexamen i maskinteknik, teknisk fysik eller ett närliggande område.

Övriga krav:

• Kunskap inom strömningsmekanik och reagerande strömningar.
• Dokumenterad erfarenhet av CFD-simuleringar (Computational Fluid Dynamics) och vetenskapliga beräkningar.
• Programmeringskunskaper, exempelvis i C++, Python, MATLAB eller liknande språk.
• God analytisk förmåga och förmåga att bedriva självständig forskning.
• Förmåga att samarbeta effektivt i tvärvetenskapliga forskningsmiljöer.
• Mycket god förmåga att kommunicera i tal och skrift på engelska.

Meriterande:

• Dokumenterad erfarenhet av vetenskaplig publicering inom relevanta forskningsområden.
• Kunskap inom flerfasströmningar, förbränning eller partikeltransport.
• Erfarenhet av högprestandaberäkningar (HPC), Eulerisk–Lagrangisk modellering eller simulering av fluidiserade bäddar ses som särskilt meriterande.

Bedömningsgrunder

Urval till utbildning på forskarnivå sker efter bedömd förmåga att tillgodogöra sig forskarutbildningen. Bedömningen av förmågan sker främst utifrån studieresultaten på grundnivå och avancerad nivå. Följande beaktas:

• Akademiska meriter och kvaliteten på tidigare studier.
• Kunskaper och färdigheter relevanta för forskningsprojektet.
• Förmåga att bedriva självständigt vetenskapligt arbete och lösa komplexa tekniska problem.
• Analytisk förmåga och programmeringskompetens.
• Erfarenhet av CFD, numerisk modellering, förbränning, flerfasströmningar eller högprestandaberäkningar.
• Kvaliteten på examensarbete på avancerad nivå eller motsvarande forskningsarbete.
• Kommunikationsförmåga och samarbetsförmåga.

Särskild vikt kommer att läggas vid den sökandes motivation och potential att bidra till avancerad forskning inom numerisk modellering av reagerande flerfasströmningar och energisystem.

Villkor

Endast den som är antagen till forskarutbildning får anställas som doktorand. Forskarutbildningen är fyra år vid heltidsstudier. Vid undervisning och annat institutionsarbete förlängs anställningen i motsvarande grad, dock längst till 5 år (dvs. max 20 %). Bestämmelser gällande anställning som doktorand finns i Högskoleförordningen (1993:100), 5 kap 1-7 §§.

Vi erbjuder

Lunds universitet är en statlig myndighet vilket innebär att du får särskilda förmåner, generös semester och en förmånlig tjänstepension. Som doktorand vid Lunds universitet är du både antagen som student och anställd vilket ger flera förmåner. Läs mer om att vara antagen och anställd vid på universitetets webbplats. Läs mer på universitetets webbplats om att jobba hos oss.

Instruktioner för ansökan

Ansökan bör/ska skrivas på engelska. Ansökan ska innehålla personligt brev med motivering till varför du är intresserad av anställningen och på vilket sätt forskningsprojektet matchar dina intressen och din utbildningsbakgrund. Ansökan ska även innehålla CV, examensbevis eller motsvarande samt övrigt som du önskar åberopa (kopior av betyg, uppgifter till referenser, rekommendationsbrev etc.).