LES of turbulent channel flow and heavy particle dispersion

• Autorzy: Pozorski J. , Wacławczyk T. , Łuniewski M. , Łuniewski M.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie metody dużych wirów do przepływu turbulentnego w kanale i dyspersji cząstek

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The Eulerian-Lagrangian approach has been applied to two-phase turbulent flows with dispersed heavy particles. First, numerical computations of the continuous phase (fluid) have been performed using the Direct Numerical Simulations (DNS) and Large-Eddy Simulations (LES) for the case of a fully-developed channel flow. Parallelisation efficiency of flow and particle solvers has been estimated. Residual turbulent kinetic energy has been found from filtered DNS (also called a priori LES); a model for this quantity has been assessed. Then, heavy particles have been tracked in the LES velocity field. Statistics of particle motion (mean velocity, intensity of velocity fluctuations) and the profile of cross-stream number density as well as preliminary results for particle wall deposition have been obtained.

PL

W pracy zastosowano podejście Eulera-Lagrange'a do wyznaczenia ruchu fazy dyspersyjnej (cząstki, krople) w turbulentnym przepływie dwufazowym. Obliczenia ruchu fazy ciągłej (płynu) przeprowadzono za pomocą rozwiązania pełnych równań przepływu (DNS) oraz przy użyciu metody dużych wirów (LES) dla przypadku rozwiniętego przepływu w kanale płaskim. Oszacowano efektywność zrównoleglenia obliczeń numerycznych. Określono poziom energii kinetycznej skal podsiatkowych; porównano ją z wynikami uzyskanymi z modelu dynamicznego. Wyznaczono trajektorie cząstek fazy dyspersyjnej w polu prędkości LES. Określono statystyki ich ruchu: prędkość średnią, intensywność fluktuacji prędkości, profil koncentracji cząstek w poprzek kanału; uzyskano wstępne wyniki dla separacji cząstek na ściankach.

Słowa kluczowe

EN

turbulent flow; large eddy simulation; particle dispersion

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 45 nr 3
• Strony: 643--657
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Pozorski J.

autor

Wacławczyk T.

autor

Łuniewski M.

autor

Łuniewski M.

• Institute of Fluid Flow Machinery, Polish Academy of Sciences, Gdańsk, Poland,

Bibliografia

• 1. Armenio V., Piomelli U., Fiorotto V., 1999, Effect of the subgrid scales on particle motion, Phys. Fluids, 11, 3030-3042
• 2. Barton I.E., 1996, Exponential-Lagrangian tracking schemes applied to Stokes law, J. Fluids Engng., 118, 85-89
• 3. Kuerten J.G.M., Vreman A.W., 2005, Can turbophoresis be predicted by large-eddy simulation? Phys. Fluids, 17, 011701
• 4. Liu B.Y.H., Agarwal J.K., 1974, Experimental observation of aerosol deposition in turbulent flow, Aerosol Sci., 5, 145-155
• 5. Moin P., Apte S.V., 2006, LES of multiphase reacting flows in complex combustors, AIAA J., 44, 698-708
• 6. Peirano E., Chibbaro S., Pozorski J., Minier J.P., 2006, Meanfield/PDF numerical approach for polydispersed turbulent two-phase flows, Prog. Energy Combust. Sci., 32, 315-371
• 7. Pope S.B., 2000, Turbulent Flows, Cambridge University Press
• 8. Pozorski J., Apte S., Raman V., 2004, Filtered particle tracking for dispersed two-phase turbulent flows, Proceedings of the Summer Program, Center for Turbulence Research, Stanford University, 329-340
• 9. Pozorski J., Minier J.P., 1999, PDF modeling of dispersed two-phase turbulent flows, Phys. Rev. E, 59, 855-863
• 10. Shotorban B., Mashayek F., 2006, A stochastic model of particle motion in large-eddy simulation, J. Turbulence, 7, art. 18
• 11. Squires K.D., Eaton J.K., 1991, Preferential concentration of particles by turbulence, Phys. Fluids A, 3, 1169-1178
• 12. Uijttewaall W.S.J., Oliemans R.V.A., 1996, Particle dispersion and deposition in DNS and LES, Phys. Fluids, 8, 2590-2604