Bij energieproductie komen grote hoeveelheden hete uitlaatgassen vrij. Warmtewisselaars en verdampers kunnen worden gebruikt om de thermische energie van deze gassen terug te winnen en/of te voorkomen dat gassen met een te hoge temperatuur het milieu vervuilen. In een warmtewisselaar wordt thermische energie overgedragen van een warm medium (gas of vloeistof) naar een koud medium via een vaste scheidingswand.

Om de overdracht van totale thermische energie te verbeteren, zijn de meeste warmtewisselaars voorzien van lamellen. Er zijn verschillende warmtewisselaargeometrieën beschikbaar voor een breed scala aan toepassingen. Ongeacht het specifieke ontwerp is het doel van de ontwikkeling van warmtewisselaars het maximaliseren van de hoeveelheid overgedragen warmte en het minimaliseren van de stromingsweerstand. Stromingsweerstand wordt uitgedrukt als een drukval over de warmtewisselaar.

De temperatuurstijging en drukval worden voornamelijk veroorzaakt door de vloeistofdynamische processen in de grenslaag langs de stroomkanalen die door de vinnen worden gevormd. In de snelheidsgrenslaag neemt de lokale snelheid toe van nul aan de wand tot een bepaalde waarde. Het snelheidsprofiel aan de wand bepaalt de stromingsweerstand. Andersom bepaalt het temperatuurprofiel aan de wand in de thermische grenslaag de hoeveelheid overgedragen warmte. Omdat het experimenteel meten van de grenslaag in de warmtewisselaar uiterst moeilijk is, is de ontwikkeling van warmtewisselaars voornamelijk gebaseerd op een globale experimentele aanpak. Dit betekent dat de drukval en temperatuurstijging over de warmtewisselaar worden gemeten voor verschillende bedrijfsomstandigheden. Informatie over de lokale stromingseffecten in de grenslaag kan met deze methode niet worden verkregen.

Stromingssimulaties kunnen echter worden gebruikt om een ​​dieper inzicht te krijgen in de interne processen binnen de warmtewisselaar. De volgende twee figuren tonen de snelheids- en temperatuurverdeling in een dwarsdoorsnede tussen de lamellen van de warmtewisselaar (blauw = lage waarden, rood = hoge waarden).

Aan de hand van deze numerieke resultaten kunnen optimalisatiemogelijkheden worden geïdentificeerd en nieuwe typen warmtewisselaars worden ontwikkeld.