An LES-Like Multiscale Multiphase Flow Model Based on Break-up and Coalescence Phenomena

سال انتشار: 1401
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 194

فایل این مقاله در 13 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-15-4_009

تاریخ نمایه سازی: 18 خرداد 1401

چکیده مقاله:

The multiscale multiphase flow contains both small-scale (dispersed phase) and large-scale (continuous phase) structures. Standard interface-averaging multiphase models are appropriate for the simulation of flows including small-scale structures. Standard interface-resolving multiphase models are commonly used for the simulation of flow regimes containing large-scale structures. The accurate simulation of different regimes has a crucial role to investigate the physics of multiphase flows. To cover the inability of standard models to simulate multiscale multiphase flows, various generalized hybrid models have been developed. The present research aims to present an LES-like approach to identify the large-scale structures by comparing the equivalent diameter of structures and the averaging length scale. The main difference between the presented model and the models available in the literature is the independency of the model to the thresholds of the local volume fraction to recognize the flow regime. The switching criterion is set based on the cell size and the physical phenomena including the break-up and coalescence mechanisms. To assess the capabilities of the presented multiscale model, four different benchmark cases including the bubble column, the impinging jet, the dam break, and the Rayleigh-Taylor instability are investigated. The physical behavior of the flow is considered as a reference and compared with numerical results. It is demonstrated that the present multifluid model is capable to capture the physical characteristics of both dispersed and segregated flow regimes, and it is a forward step to develop a generalized multiscale hybrid multiphase model.

کلیدواژه ها:

Multiphase flow ، Computational multiphase fluid dynamics ، Transient flow regime ، Hybrid model ، Multiscale model

نویسندگان

M. M. Noroozi

Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

R. Maddahian

Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

M. H. Ramezani

Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

M. R. Ansari

Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Brackbill, J. U., D. B. Kothe and C. Zemach (۱۹۹۲). ...
  • Brennen, C. E. (۲۰۰۵). Fundamentals of multiphase flow ...
  • Burns, A. D., T. Frank, I. Hamill and J. M. ...
  • Cerne, G., S. Petelin and I. Tiselj (۲۰۰۱). Coupling of ...
  • Chandrasekhar, S. (۲۰۱۳). Hydrodynamic and hydromagnetic stability. Courier Corporation ...
  • Cheung, S. C., G. H. Yeoh and J. Y. Tu ...
  • Coste, P. (۲۰۱۳). A large interface model for two-phase CFD. Nuclear ...
  • Danciu, D. V., F. Z. Kendil, A. Mishra, M. Schmidtke, ...
  • Denèfle, R., S. Mimouni, J. P. Caltagirone and S. Vincent ...
  • Gada, V. H., M. P. Tandon, J. Elias, R. Vikulov ...
  • Greenshields, C. J. (۲۰۱۹). The OpenFOAM foundation user guide ۷.۰. The ...
  • Hänsch, S., D. Lucas, E. Krepper and D. V. Danciu ...
  • Hänsch, S., D. Lucas, E. Krepper and T. Höhne (۲۰۱۲). ...
  • Höhne, T. and C. Vallée (۲۰۱۰). Experiments and numerical simulations ...
  • Höhne, T., E. Krepper, D. Lucas and G. Montoya (۲۰۱۹). ...
  • Höhne, T., E. Krepper, G. Montoya and D. Lucas (۲۰۱۷). ...
  • Ishii, M. and N. Zuber (۱۹۷۹). Drag coefficient and relative ...
  • Issakhov, A., Y. Zhandaulet and A. Nogaeva (۲۰۱۸). Numerical simulation ...
  • Kolev, N. I. (۲۰۰۵). Multiphase flow dynamics: Fundamentals. Berlin, Germany: Springer ...
  • Koshizuka, S. (۱۹۹۵). A particle method for incompressible viscous flow ...
  • Krepper, E., D. Lucas, T. Frank, H. M. Prasser and ...
  • Liao, Y., K. Upadhyay and F. Schlegel (۲۰۲۰). Eulerian-Eulerian two-fluid ...
  • Luo, H. (۱۹۹۵). Coalescence, breakup and liquid circulation in bubble ...
  • Luo, H. and H. F. Svendsen (۱۹۹۶). Theoretical model for ...
  • Marschall, H. (۲۰۱۱). Towards the numerical simulation of multi-scale two-phase ...
  • Marschall, H. and O. Hinrichsen (۲۰۱۳). Numerical simulation of multi-scale ...
  • Meller, R., F. Schlegel and D. Lucas (۲۰۲۱). Basic verification ...
  • Melzer, D. I. D. (۲۰۱۸). Experimental Investigations on Impinging Liquid ...
  • Menter, F. R. (۱۹۹۴). Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering ...
  • Montoya, G., E. Baglietto and D. Lucas (۲۰۱۵). Implementation and ...
  • Montoya, G., E. Baglietto, D. Lucas, E. Krepper and T. ...
  • Parekh, J. and R. Rzehak (۲۰۱۸). Euler–Euler multiphase CFD-simulation with ...
  • Qu, X., L. Khezzar, D. Danciu, M. Labois and D. ...
  • Rusche, H. (۲۰۰۲). Computational fluid dynamics of dispersed two-phase flows ...
  • Schwarzkopf, J. D., M. Sommerfeld, C. T. Crowe and Y. ...
  • Shonibare, O.Y. and K. E. Wardle (۲۰۱۵). Numerical investigation of ...
  • Shu, S., D. Vidal, F. Bertrand and J. Chaouki (۲۰۱۹). ...
  • Štrubelj, L. and I. Tiselj (۲۰۰۸). Numerical Simulation of Rayleigh-Taylor ...
  • Štrubelj, L. and I. Tiselj (۲۰۱۱a). Numerical simulations of basic ...
  • Štrubelj, L. and I. Tiselj (۲۰۱۱b). Two‐fluid model with interface ...
  • Tomiyama, A., H. Tamai, I. Zun and S. Hosokawa (۲۰۰۲). ...
  • Tomiyama, A., I. Kataoka, I. Zun and T. Sakaguchi (۱۹۹۸). ...
  • Ubbink, O. (۱۹۹۷). Numerical prediction of two fluid systems with ...
  • Van Leer, B. (۱۹۷۹). Towards the ultimate conservative difference scheme. ...
  • Wardle, K. E. and H. G. Weller (۲۰۱۳). Hybrid multiphase ...
  • Weller, H. G. (۲۰۰۸). A new approach to VOF-based interface ...
  • Yan, K. and D. Che (۲۰۱۰). A coupled model for ...
  • Yeoh, G. H. and J. Tu (۲۰۰۹). Computational techniques for ...
  • Zhu, Y., H. N. Oğuz and A. Prosperetti (۲۰۰۰). On ...
  • نمایش کامل مراجع