A Short Review of Numerical Modelling for Photocatalytic Degradation in Dye Systems

Dieses Kapitel bietet einen gründlichen Überblick über numerische Modellierungstechniken, die auf den photokatalytischen Abbau in Farbstoffsystemen angewandt werden. Es untersucht den Einsatz von Computational Fluid Dynamics (CFD), Finite-Difference-Methoden (FDM) und Finite-Elemente-Methoden (FEM) zur Vorhersage und Optimierung des Degradationsprozesses. Das Kapitel vertieft die mathematischen und numerischen Ansätze, die zur Modellierung des photokatalytischen Abbausystems erforderlich sind, und konzentriert sich auf die Vorteile jeder Methode hinsichtlich räumlicher und zeitlicher Auflösung, Flexibilität der Geometrie und realistischer Randbedingungen. Außerdem werden die Grenzen dieser Methoden diskutiert, wie etwa die Rechenintensität und die Herausforderung, komplexe photokatalytische Reaktionen einzufangen. Das Kapitel bietet eine vergleichende Analyse der Methoden und hebt deren Zuverlässigkeit und Genauigkeit bei der Vorhersage der Abbaueffizienz hervor. Darüber hinaus untersucht es das Potenzial von Berechnungen erster Prinzipien mithilfe der Dichtefunktionaltheorie für zukünftige Studien zum Verständnis photokatalytischer Prozesse auf atomarer Ebene. Insgesamt dient dieses Kapitel als wertvolle Ressource für Spezialisten, die numerische Modellierungstechniken im Bereich des photokatalytischen Abbaus verstehen und anwenden wollen.