Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 24

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
We analyse numerically the motion of small inertial particles, subject to gravity, in two simple velocity fields: two-dimensional cellular flow, and a three-dimensional flow being the superposition of random Fourier velocity modes. The latter, also known as the kinematic simulation or synthetic turbulence, has often been applied in various studies, including those aiming to predict particle dispersion. The interplay of the particle inertia and the acceleration of gravity has non-trivial consequences for trajectories of particles and their spatial distribution, known as a preferential concentration. Also, we compute the average settling velocity of particles in function of their inertia and the number of fluid velocity modes used in simulations. The present paper aims to study these efects, as the synthetic turbulence represents an interesting option for subfilter modeling in particle-laden large-eddy simulation.
EN
The results of fully resolved simulations and large eddy simulations of bluff-body flows obtained by means of the Lattice Boltzmann Method (LBM) are reported. A selection of Reynolds numbers has been investigated in unsteady laminar and transient flow regimes. Computed drag coefficients of a cube have been compared with the available data for validation purposes. Then, a more detailed analysis of the flow past a sphere is presented, including also the determination of vortex shedding frequency and the resulting Strouhal numbers. Advantages and drawbacks of the chosen geometry implementation technique, so called “staircase geometry”, are discussed. For the quest of maximum computational effi- ciency, all simulations have been carried out with the use of in-house code executed on GPU.
3
Content available On general-purpose turbulence models in CFD
EN
The computational fluid dynamics (CFD) tools for various flow problems have become widespread nowadays, yet their use still needs attention and care. In particular, turbulence models are often a crucial part of flow computations undertaken with various software packages, either commercial, open-source or in-house. In the paper, an overview of available model categories is provided, together with some discussion of their advantages or drawbacks with respect to flow cases of interest.
PL
Szczegółowy opis oraz analiza termomechaniki w przepływie przez ośrodek porowaty wraz z następującym uwolnieniem składników chemicznych z ziaren ciała stałego ośrodka (reprezentujących biomasę, węgiel) zostaną zaprezentowane wraz z pierwszymi wynikami symulacji przy wykorzystaniu uproszczonego modelu odgazowania. Po wykonaniu podstawowych testów dla przepływu płynu oraz transportu ciepła, dodatkowe funkcje rozkładu zostały zaimplementowane w celu modelowania ewolucji emisji oraz transportu składników chemicznych. Koncentracja składników chemicznych (jako wynik symulacji) wyznaczona jako wynik prostych reakcji wykazuje dobrą zgodność z innymi metodami numerycznymi. Modelowanie procesu pirolizy wykonane zostało z wykorzystaniem referencyjnego odgazowania węgla dało pierwsze jakościowe wyniki, przy pewnym zauważalnym wzroście kosztów obliczeniowych. Dla wyższej dokładności oraz zmniejszenia złożoności obliczeniowej planujemy wykorzystanie uproszczonego opisu kinetyki chemicznej dla zjawiska odgazowania stałych cząstek paliwa (ciało stałe geometrii). W artykule wyjaśniono przepływ płynu z przejmowaniem ciepła przez reaktywne nośniki granulowane na poziomie reprezentatywnego elementu o objętości (REV), w tym także oddziaływania mechaniczne ziaren stałych spowodowane ich rozszerzalność cieplną.
EN
A detailed description of thermomechanics of fluid flow through porous media with a release of chemical compounds from grains of solid fuel particles (biomass, coal, etc.) is presented together with first simulation results of a simplified model for degasification process. After the basic tests for fluid flow and heat transport, additional distribution functions are implemented to model the evolution of both emission and transport of chemical components. The concentration of chemical components (as a result of the simulation) is determined as a result of simple reactions shows good agreement with other numerical methods. A simulation of the pyrolysis process with the use of a simple reference model of coal degasification, gives first quantitative results along with a notable increase of computational cost. For higher accuracy and reduction of the computational complexity we plan to use a simplified description of the chemical kinetics of the phenomenon of degasification of solid fuel particles (solid geometry). In the article we account here for fluid flow with heat transfer through reactive granular media at the level of a representative element of volume (REV) including also mechanical in teractions of solid grains due to their thermal expansion.
PL
Praca stanowi próbę całościowego ujęcia zagadnienia przepływu i wymiany ciepła w ośrodku ziarnistym (granularnym) na poziomie szczegółowego (2D/3D) modelu w skali rozmiarów pojedynczych ziaren. Dodatkowo, ziarna ośrodka podlegają pirolizie (procesowi uwalniania gazów) pod wpływem wzrostu temperatury, a także dylatacji termicznej i deformacji. Jakkolwiek opracowywany model fizykalny i obliczeniowy bazują na pełnym opisie zjawiska, docelowym zamierzeniem Autorów w jest wykorzystanie uzyskanych wyników do stworzenia modelu uproszczonego (1D/2D, nieustalony) dla ośrodka potraktowanego jako jednorodny po uśrednieniu przestrzennym.
6
Content available remote Large-Eddy Simulations of Particle-laden Turbulent Jets
EN
The work presents an application of Large-Eddy Simulation (LES) for turbulent two-phase flows with dispersed particles. For the simulations of the continuous phase (fluid), an academic, finite volume LES solver was applied and customised. For comparison purposes, also a spectral solver was considered. The LES of fluid was used together with a Lagrangian module for the dispersed phase in the point-particle approximation, including the two-way momentum coupling between the phases. The particle solver has been further developed for parallel computations. The simulations of turbulent, particle-laden round jets were performed. The results for fluid and particle statistics were compared with available reference data.
EN
The Lattice Boltzmann method (LBM) has been applied for flow and heat transfer computations. The simulations have been performed with the single-relaxation time model and an advanced formulation of boundary conditions for LBM. For nonsothermal cases, a second distribution function has been used. First, validation tests are reported for heated flow past a single obstacle as well as over a set of regularly and randomly arranged obstacles (grains) that make up a simplified model of a porous medium. The Nusselt number for heat transfer in flow past a single obstacle has been computed. Next, novel simulations of non-isothermal flow in a porous medium of temperature-affected geometry have been undertaken. For the purpose, the thermal dilatation of grains has been accounted for. Results are presented for the pressure head loss and time-varying temperature profiles in the medium. Qualitative computations accomplished to date constitute an encouraging first step to proceed further towards the impact of temperature-affected geometry in such flows, in particular for the coking process.
PL
Metoda siatkowa Boltzmanna (LBM) została zastosowana do obliczeń przepływu i wymiany ciepła. Symulacje zostały przeprowadzone dla modelu z pojedynczym czasem relaksacji oraz zaawansowanego schematu warunków brzegowych metody LB. Dla przepływów nieizotermicznych, użyto dwóch funkcji rozkładu. Przedstawiono obliczenia testowe nieizotermicznego opływu pojedynczej przeszkody, jak również opływu regularnie oraz losowo rozmieszczonych przeszkód (ziaren), które tworzą uproszczony model ośrodka porowatego. Wyznaczono liczbę Nusselta dla przepływu ciepła w opływie pojedynczej przeszkody. Podjęto symulacje połączonych zjawisk (przepływ i wymiana ciepła) dla ośrodka porowatego o zmiennej geometrii przeszkód. W tym przypadku uwzględniono rozszerzalność termiczną ziaren. Zaprezentowano wyniki dla straty ciśnienia oraz zmienne w czasie profile temperatury dla przepływu przez ośrodek. Uzyskane dotąd jakościowe wyniki stanowią pierwszy krok do dalszych badań wpływu zależnej od temperatury geometrii ziaren ośrodka na przebieg takich przepływów, a w szczególności na proces koksowania.
8
Content available remote Open-Source CFD Analysis of Multi-domain Unsteady Heating with Natural Convection
EN
The paper presents the capabilities of open-source programs used for numerical simulation of fluid flow and heat transfer phenomena. These tools are applied for unsteady problems with natural convection and, in particular, the heating of an automotive headlight. To perform these studies, a solver was created using an open-source C++ library OpenFOAM. The implementation problems encountered were, inter alia, dealing with multi-domain computation and coupling of sub-domains. The presented simulation results clearly show that open-source software can readily be applied also to engineering problems and can compete with commercial packages.
EN
In the paper, low-order modelling of the turbulent velocity field in the near-wall region is performed using the Proper Orthogonal Decomposition (POD) approach. First, an empirical eigenfunction basis is computed, basing on two-point velocity correlations. Next, the Galerkin projection of the Navier-Stokes equations on the truncated basis is performed. This results in a system of Ordinary Differential Equations (ODEs) for time-dependent coefficients. Evolution of the largest vortical structures in the near-wall zone is then obtained from the time dependent coefficients and eigenfunctions. The system applied in the present work consists of 20 ODEs, the reconstructed velocity field is two-dimensional in the pIane perpendicular to the main flow direction. Moreover, the filtering procedure associated with the POD method is discussed, the POD filter is derived and compared with LES filters.
PL
Przedmiotem pracy jest modelowanie turbulentnego pola prędkości w obszarze przyściennym za pomocą niskowymiarowego systemu dynamicznego, opartego o dekompozycję w bazie funkcji własnych POD (ang. Proper Orthogonal Decomposition). Empiryczna baza funkcyjna POD została wyznaczona z rozwiązania zagadnienia własnego, w którym obecne są dwupunktowe korelacje prędkości. Następnie, w wyniku projekcji Galerkina równań pędu na podprzestrzeń rozpiętą na tej bazie funkcyjnej, otrzymano układ równań różniczkowych zwyczajnych na zależne od czasu wspołczynniki. Na podstawie funkcji własnych oraz z wyznaczonych współczynników rozkładu uzyskano ewolucję w czasie charakterystycznych struktur wirowych w obszarze przyściennym. System dynamiczny rozpatrywany w pracy składa się z 20 równań różniczkowych zwyczajnych. Zrekonstruowane pole prędkości jest dwuwymiarowe (w płaszczyźnie prostopadłej do głównego kierunku przepływu). Ponadto w pracy dyskutowana jest procedura filtrowania związana z metodą POD. Wyprowadzony filtr POD porównano z formułą używaną w metodzie symulacji dużych wirów.
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.
EN
The paper presents numerical computations of particle-laden turbulent channel flow. The large eddy simulation (LES) approach for fluid and the Lagrangian particle tracking for the dispersed phase are applied. The continuous phase results for fully-developed channel flow at Re = 150 are in reasonable agreement with available reference data. In particular, the computed mean velocity profile and turbulence statistics are shown. The computed flow field is used to study the statistical properties of the motion of fluid and solid particles. First, trajectories of a set of marked fluid elements are computed to check whether their uniform concentration is preserved. Then, heavy particles are tracked in the flow. Particle interactions with the channel walls are assumed to be fully elastic and the effect of their inertia on particle number density profiles and on velocity statistics is assessed.
EN
The paper presents near-wall turbulence models which incorporate the idea of elliptic relaxation. The simplified elliptic blending model is applied in the Lagrangian probability density function (PFD) approach. The PFD method is extended to compute near-wall viscous momentum transport. Computations are performed for fully developed turbulent channel flow and validated against available DNS data.
PL
W pracy przedstawiono modele turbulencji dla przepływów przyściennych wykorzystujące metodę relaksacji eliptycznej. Metodę tę zastosowano do obliczeń w podejściu Lagrange'a. Zaprezentowano przy tym model dla funkcji gęstości przwdopodobieństwa (ang. PFD - Probability Density Function) stosowany do przepływów o niskich liczbach Reynoldsa. Wykonano obliczenia dla przypadku przepływu turbulentnego w kanale płaskim; wyniki porównano z dostępnymi danymi DNS.
EN
An experimentally obtained set of instantaneous velocity realisations in the near--wall region of the turbulent channel flow is analysed using the wavelet transform technique. Selected notions of the wavelet approach are recalled together with an example of signal analysis. Some ideas of mu Hi resolution analysis are originally explained. Results of the application of the wavelet multiresolution analysis to the velocity field are presented. Velocity fluctuation is decomposed into a nearly-Gaussian background flow and so-called coherent structures that are tentatively identified.
EN
Kinematic models for 2D and 3D velocity fields of homogeneous isotropic turbulence are considered. Numerical simulation is performed to obtain a number of independent realisations of the field and some two-point statistics are computed and discussed. The statistics include the velocity correlations and the spectral energy density.
EN
The Particle Image Velocimetry (PIV) measurements in the near-wall region of a turbulent channel flow have been performed. two-point velocity statistics are obtained from experimental data and further subjected to the Proper Orthogonal Decomposition (POD) analysis. The resulting empirical function basis characterizes the inhomogeneous shear flow. The first eigenfunction together with spanwise statistics is used in order to find an approximate velocity field of a typical eddy structure.
PL
Wykonany został pomiar turbulentnego pola prędkości w obszarze przyściennym kanału płaskiego metodą PIV (ang. Particle Image Velocimetry). Na podstawie danych pomiarowych wyznaczono dwupunktowe funkcje korelacyjne prędkości, które następnie poddane zostały analizie POD (ang. Proper Orthogonal Decomposition). Otrzymana w wyniku tej analizy baza empirycznych funkcji własnych charakteryzuje niehomogeniczny przepływ w obszarze przyściennym. Z pierwszej funkcji własnej oraz statystyk dwupunktowych w poprzek przepływu wyznaczone zostało przybliżone pole prędkości typowej dla obszaru przyściennego struktury wirowej.
17
Content available SPH computation of incompressible viscous flows
EN
The paper is concerned with the numerical flow computation using the method of Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). Fundamental concepts of the method are briefly recalled. Physical aspects of the incompressibility and its mathematical formulation are described. A new proposal for the incompressibility constraint is put forward in the SPH context. Numerical implementation of the method is described and main parts of the algorithm are presented, including the issue of boundary conditions. Some validation cases and examples of results for viscous flows are presented.
PL
Praca dotyczy numerycznych obliczeń przepływów z wykorzystaniem metody cząstek rozmytych (ang. SPH - Smoothed Particle Hydrodynamics). Przypomniano pokrótce podstawy metody, a także fizyczne i matematyczne aspekty nieściśliwości. Przedstawiono nową propzycję spełnienia warunku nieściśliwości w podejściu SPH. Opisano numeryczną implementację metody i podstawowe elementy algorytmu, w tym sposób stawiania warunków brzegowych. przedstawiono wyniki testów metody oraz przykłady obliczeń przepływów lepkich.
PL
Przedstawiana praca obejmuje wprowadzenie do metod opisu, modelowania i rozwiązywania przepływów turbulentnych. Rozpoczyna ją ogólne przedstawienie tematyki, opis niestabilności hydrodynamicznych oraz statystycznego podejścia do turbulencji. Następnie, przedstawiony jest problem domknięcia i szereg hipotez zamykających wykorzystywanych w modelowaniu równań przepływu oraz wybrane metody obliczeniowe. opracowanie zawiera także skrótowy opis kilku ważnych klas przepływów turbulentnych. Syntetycznemu omówieniu niektórych klasycznych zagadnień oraz aktualnie rozwijanych metod towarzyszą spostrzeżenia i uwagi autora dotyczące omawianych tematów oraz odnośniki do literatury, które mogą być pomocne w dalszych samodzielnych studiach przedmiotu.
19
Content available remote Obliczenia przepływu metodą cząstek rozmytych
PL
Podjęto obliczenia numeryczne przepływu lepkiego nieściśliwego metodą cząstek. Omówiono podstawy metody cząstek rozmytych (SPH - Smoothed Particle Hydrodynamics) od niedawna rozwijanej w mechanice płynów, a także własną modyfikację metody dla przepływów nieściśliwych. Przedstawiono wyniki dla prostych przepływów nieustalonych oraz dla przepływu w prostokątnym zagłębieniu generowanego ruchem ścianki.
EN
A numerical computation of viscous incompressible flows using a particle method is addresed. Underlying concepts of the relatively recent method of smoothed particle hydrodynamics (SPH) are recalled. Developments for incompressibility constraint are reported. Presented results include simple unsteady flows and the lid-dnven cavity flow.
20
Content available remote Obliczanie i projekcja średnich statystycznych w metodach cząstka-siatka
PL
Podjęto zagadnienie zależności między zmiennymi związanymi z cząstkami a wielkościami uśrednionymi na siatce, zwane sprzężeniem cząstka-siatka, w rozwiązaniu numerycznym stochastycznych równań różniczkowych niejednorodnych przestrzennie. Zastosowano dwie różne metody uśredniania i projekcji, porównano wyniki dla funkcji testowych, zidentyfikowano źródła błędów. Zaproponowano uwzględnienie warunków brzegowych przy obliczaniu średnich w metodzie funkcji gęstości prawdopodobieństwa dla przepływów turbulentnych.
EN
The issue of mutual correspondence between particle data and mesh-averaged variables is addressed. The particle-mesh coupling is analysed in the numerical solution of position-dependent stochastic differential equations. Two different methods of averaging and projection are used, results are compared for a couple of test functions, sources of error are identified. A development of the method is proposed in order to account for boundary conditions in the context of probability density function computation of turbulent flows.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.