کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8052687 1519409 2014 11 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Computational fluid dynamics simulation of fluid particle fragmentation in turbulent flows
ترجمه فارسی عنوان
شبیه سازی دینامیکی سیال محاسباتی ذرات مایع در جریان آشفته
ترجمه چکیده
یک روش شبیه سازی ارائه شده است که امکان مطالعه دقیق مکانیسم شکستن ذرات مایع در جریان آشفته را فراهم می کند. شبیه سازی ها، بر اساس محور بزرگ و حجم شبیه سازی های مایع، به خوبی با اندازه گیری های سرعت بالا از پویایی شکاف با توجه به زمان تغییر شکل و طول مقیاس، و نیز اندازه حاصل از قطعات دختر بسیار خوب است. شبیه سازی ها نشان می دهد که اندازه های گرداب های آشفته که به شکست کمک می کنند و سرعت انتقال تعامل و انتقال انرژی بسیار سریع است. به این نتیجه می رسیم که محور ذره تغییر شکل یافته و محور هسته گردابی به صورت عمودی به یکدیگر متصل می شوند و گاهی اوقات شکستگی به دلیل تعامل با دو گرداب در همان زمان رخ می دهد. تجزیه و تحلیل انتقال انرژی از تلاطم فاز پیوسته به ذرات مایع نشان می دهد که ذرات تغییر شکل آن را حداکثر در انرژی بین فاز قبل از شکستن نهایی را به حداکثر می رساند. به نظر می رسد تئوری حالت انتقالی در شیمی به این معنی است که یک مانع فعال وجود دارد. در نتیجه، با توجه به پویایی این پدیده، انرژی بیشتری از آنچه که در مرحله نهایی مورد نیاز است، باید از گرداب های آشفته برای فروپاشی به وقوع بپیوندد. این دانش کمک می کند تا مدل های جدیدی از صدای فیزیکی را برای پدیده شکستن مورد نیاز برای حل مشکلات جداسازی مقیاس در شبیه سازی های دینامیکی سیالات محاسباتی کمک کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مکانیک محاسباتی
چکیده انگلیسی
A simulation methodology is presented that allows detailed studies of the breakup mechanism of fluid particles in turbulent flows. The simulations, based on large eddy and volume of fluid simulations, agree very well with high-speed measurements of the breakup dynamics with respect to deformation time and length scales, and also the resulting size of the daughter fragments. The simulations reveal the size of the turbulent vortices that contribute to the breakup and how fast the interaction and energy transfer occurs. It is concluded that the axis of the deformed particle and the vortex core axis are aligned perpendicular to each other, and that breakup sometimes occurs due to interaction with two vortices at the same time. Analysis of the energy transfer from the continuous phase turbulence to the fluid particles reveals that the deformed particle attains it maximum in interfacial energy before the breakup is finalized. Similar to transition state theory in chemistry this implies that an activation barrier exists. Consequently, by considering the dynamics of the phenomenon, more energy than required at the final stage needs to be transferred from the turbulent vortices for breakup to occur. This knowledge helps developing new, more physical sound models for the breakup phenomenon required to solve scale separation problems in computational fluid dynamics simulations.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Applied Mathematical Modelling - Volume 38, Issues 17–18, 1 September 2014, Pages 4186-4196
نویسندگان
, ,