Idoneidad del enfoque VOF para modelar una burbuja electrogenerada con flujo de microconvección de Marangoni
Autores: Struyven, Florent; Guo, Zhenyi; Fletcher, David F.; Kim, Myeongsub (Mike); Inguanta, Rosalinda; Sellier, Mathieu; Mandin, Philippe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Idoneidad del enfoque VOF para modelar una burbuja electrogenerada con flujo de microconvección de Marangoni
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Hidrógeno
Oxígeno
Electrodo
Efecto Marangoni
Tensión superficial
Transferencia de masa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Cuando se crea una burbuja de hidrógeno u oxígeno en la superficie de un electrodo, se genera un flujo de vórtice microconvectivo debido al efecto Marangoni en la parte inferior de la burbuja en contacto con el electrodo. Para estudiar numéricamente tal fenómeno, es necesario poder simular las variaciones de tensión superficial a lo largo de una interfaz líquido-gas, integrar la transferencia de masa a través de la interfaz desde las especies disueltas presentes en el electrolito hasta la fase gaseosa, y tener en cuenta la línea de contacto en movimiento. Los métodos eulerianos parecen tener el potencial para resolver este modelado. Sin embargo, el uso del modelo de fuerza superficial continua (CSF) en el marco del volumen de fluido (VOF) es conocido por introducir velocidades no físicas, llamadas corrientes espurias. Este artículo presenta un modelo alternativo basado en el enfoque de función de altura (HF). El uso de este método limita las corrientes espurias y hace que la metodología VOF sea adecuada para estudiar las corrientes Marangoni junto con la interfaz de una burbuja electrogenerada.
Descripción
Cuando se crea una burbuja de hidrógeno u oxígeno en la superficie de un electrodo, se genera un flujo de vórtice microconvectivo debido al efecto Marangoni en la parte inferior de la burbuja en contacto con el electrodo. Para estudiar numéricamente tal fenómeno, es necesario poder simular las variaciones de tensión superficial a lo largo de una interfaz líquido-gas, integrar la transferencia de masa a través de la interfaz desde las especies disueltas presentes en el electrolito hasta la fase gaseosa, y tener en cuenta la línea de contacto en movimiento. Los métodos eulerianos parecen tener el potencial para resolver este modelado. Sin embargo, el uso del modelo de fuerza superficial continua (CSF) en el marco del volumen de fluido (VOF) es conocido por introducir velocidades no físicas, llamadas corrientes espurias. Este artículo presenta un modelo alternativo basado en el enfoque de función de altura (HF). El uso de este método limita las corrientes espurias y hace que la metodología VOF sea adecuada para estudiar las corrientes Marangoni junto con la interfaz de una burbuja electrogenerada.