Im Zentrum des Schwerpunktprogramms stehen dabei fünf Kernfragen: Wie kann das Materialverhalten eines magnetisch steuerbaren Hybrid-Materials über die Partikel-Matrix-Wechselwirkung beeinflusst werden? Das Erstellen einer skalenübergreifenden konsistenten Beschreibung der Materialien. Die Durchführung experimenteller Untersuchungen des Materialverhaltens im Magnetfeld. Welche Möglichkeiten ergeben sich in neuartigen aktorischen und sensorischen Anwendungen? Wie lässt sich die Effektivität des biomedizinischen Einsatzes magnetischer Nanopartikel verbessern?

Das Ziel ist die Verbesserung des Kühlluftmanagements in Gasturbinen, speziell des Teiles vom Luftübergang in die Turbinenscheiben bis zum Laufschaufelaustritt. Dieser Teil in Industrie-Gasturbinen unterscheidet sich in konstruktiver und strömungstechnischer Hinsicht wesentlich von Flugtriebwerken. Die Besonderheiten in Industrie-Gasturbinen ergeben sich aus dem stationären Aufbau, den Ansprüchen an Lebensdauer und Betriebsregime. Für die zu optimierende Strömungsführung gibt es noch keine Datenbasis.

Bei der Entwicklung immer leistungsfähigerer Verdichter wird bei der Optimierung der Scheibengestaltung hinsichtlich Gewichtseinsparung, Wirkungsgradverbesserung, Lebensdauererhöhung und Vergrößerung des Pumpgrenzenabstandes Verbesserungspotential erwartet. Diese Optimierung lässt sich jedoch nur bei genauer Kenntnis des Wärmeübergangs und damit der Bauteiltemperaturverteilung erreichen. Die Strömung in rotierenden Scheibenkammern wird, je nach Durchsatz und Temperaturunterschieden, von erzwungener oder natürlicher Konvektion beherrscht und weist häufig eine labile Strömung auf.