Turbulent One-dimensional Interfacial Scalar Transport: Statistical Random Square Waves Solution

سال انتشار: 1402
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 165

فایل این مقاله در 16 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-16-4_001

تاریخ نمایه سازی: 19 بهمن 1401

چکیده مقاله:

In this study the mass transport through free turbulent liquid surfaces, or gas/liquid interfaces, is considered. The main direction of mass transfer is perpendicular to the interface, so that a one-dimensional point of view is followed. The equations for the interfacial gas/liquid transport are presented using the random square waves method (RSW), a statistical tool that models the fluctuations of physical variables as ideal signals. The method defines three statistical functions (partition, reduction, and superposition), related to fluctuations of concentration and velocity, which were introduced into the mass advection-diffusion equation generating a set of differential equations adequate for boundary layer problems. Solution profiles of the partition and reduction functions, and of turbulent fluxes across the boundary layer were obtained for transient situations. The solutions use Taylor series centered at the immersed border of the concentration boundary layer. For practical applications, the series were truncated and the coefficients were calculated in order to satisfy adequate physical conditions. The proposed procedure substitutes coefficients of the higher order parcels of the truncated series, enabling them to satisfy boundary conditions in the two borders of the domain of interest, which is the region of variation of the mass concentration. The theoretical profiles for concentration and turbulent fluxes close to the interface agree with measurements and predictions found in the literature.

نویسندگان

H. Schulz

Hydro-Engineering Solutions (Hydro LLC), Auburn, Alabama, ۳۶۸۳۰, USA

F. A. L. Lavín

University of São Paulo (EESC-USP), São Carlos, São Paulo, ۱۳۵۶۶-۵۹۰, Brazil

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 :
  • Asano, K. (۲۰۰۶). Mass Transfer: From Fundamentals to Modern Industrial ...
  • Bennett, J. P. and R. E. Rathbun (۱۹۷۱). Reaeration in ...
  • Bongo, D., N. D. Clarisse and J. Y. Champagne (۲۰۲۱). ...
  • Boyadjiev, C. and P. Mitev (۱۹۷۷). On the concentration boundary ...
  • Brumley, B. (۱۹۸۴). Turbulence measurements near the free surface in ...
  • Brumley, B; G.H. Jirka (۱۹۸۷). Near-surface turbulence in a grid-stirred ...
  • Brumley, B. and G. H. Jirka (۱۹۸۸). Air-water transfer of ...
  • Chu, C. R. and G. H. Jirka (۱۹۹۲). Turbulent gas ...
  • Cunha, A. C., D. C. Brito, H. F. A. Cunha ...
  • Danckwerts, P. V. (۱۹۵۱). Significance of liquid-film coefficients in gas ...
  • Donelan, M. A., W. M. Drennan., E. S. Saltzman and ...
  • EPA Environmental Protection Agency (۱۹۹۵). QUAL۲E Windows Interface User’s Manual, ...
  • Flagiello, D., A. Parisi, A. Lancia and F. Di Natale ...
  • Friedl, F. (۲۰۱۳) Investigating the Transfer of Oxygen at the ...
  • Gonçalves, B. B. (۲۰۱۴). Detailing the ۱-D solution of the ...
  • Gonçalves, B. B. and H. E. Schulz (۲۰۱۳) One-dimen-sional turbulent ...
  • Gulliver, J. S. (۱۹۹۱). Introduction to air-water mass transfer. In ...
  • Herlina, H. (۲۰۰۵). Gas Transfer at the Air-Water Inter-Face in ...
  • Herlina, H. and G. H. Jirka (۲۰۰۴). Application of LIF ...
  • Herlina, H. and G. H. Jirka (۲۰۰۷). Experiments on gas ...
  • Herlina, H. and J. G. Wissink (۲۰۱۹). Simulation of air–water ...
  • Higbie, R. (۱۹۳۵). The rate of absorption of a pure ...
  • Hinze, J. O. (۱۹۵۹). Turbulence. McGraw Hill, UK ...
  • Hunt, J. C. R. (۱۹۸۴). Turbulence structure and tur-bulent diffusion ...
  • Jähne, B. (۲۰۲۰). Struktur und chaos: kleinskalige austauschprozesse zwischen atmosphäre ...
  • Janzen, J. G. (۲۰۰۶). Gas Transfer Near the Air-Water Interface ...
  • Janzen, J. G., H. Herlina, G. H. Jirka, H. E. ...
  • Janzen, J. G., H. E. Schulz and G. H. Jirka ...
  • Jorgensen, S. E. and M. J. Gromiec (۱۹۸۹). Mathematical submodels ...
  • Lacassagne, T., M. El-Hajem, F. Morge, S. Simoëns and J. ...
  • Lacassagne, T., M. El Hajem, S. Simoëns and J. Y. ...
  • Lamont, J. C. and D. S. Scott (۱۹۷۰). An eddy ...
  • Lavín, F. A. L. (۲۰۲۰). Theoretical Study of the Turbulent ...
  • Lavín, F. A. L. and H. E. Schulz (۲۰۱۹). Mass ...
  • Lewis, W. K. and W. G. Whitman (۱۹۲۴). Principles of ...
  • Lopes Jr., G. B. (۲۰۱۲). Organizing Statistical Equa-Tions of Mass ...
  • Luk, S. and Y. H. Lee (۱۹۸۶). Mass transfer in ...
  • Mackinnon, P. A.; T. Elliot, Y. Q. Zhao, J. L. ...
  • Magnaudet, J. and I. Calmet (۲۰۰۶). Turbulent mass transfer through ...
  • McCorquodale, M. and R. J. Munro (۲۰۱۷). Experimental study of ...
  • McCready, M. J., E. Vassiliadou and T. J. Hanratty (۱۹۸۶). ...
  • Rodi, W. (۲۰۰۰). Turbulence Models and Their Application in Hydraulics ...
  • Schulz, H. E. (۱۹۸۵). Investigating the Reoxigenation Mechanism of Flowing ...
  • Schulz, H. E. and S. A. G. Schulz (۱۹۹۱). Modelling ...
  • Schulz, H. E. and J. G. Janzen (۲۰۰۹). Concentration fields ...
  • Schulz, H. E., A. L. A. Simões and J. G. ...
  • Schulz, H. E., G. B. Lopes Jr, A. L. A. ...
  • Schulz, H. E. and B. B. Gonçalves (۲۰۱۵) Solutions of ...
  • Schulz, H. E.; F. A. L. Lavín and B. B. ...
  • Schulz, H. E. (۲۰۲۲). Differential equation for turbulence power losses ...
  • Tamburrino, A. and J. S. Gulliver (۲۰۰۲). Free‐surface turbulence and ...
  • Theofanous, T. G. (۱۹۸۴). Conceptual models of gas exchange. In ...
  • Toor, H. L. and J. M. Marchello (۱۹۵۸) Film-penetration model ...
  • Turney, D. E. and S. Banerjee (۲۰۱۳). Air–water gas transfer ...
  • Wanninkhof, R., W. E. Asher, D. T. Ho, C. Sweeney ...
  • نمایش کامل مراجع