Medidas de calidad de mezcla en flujo turbulento y efectos de difusividad molecular
Autores: Nguyen, Quoc; Papavassiliou, Dimitrios V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Medidas de calidad de mezcla en flujo turbulento y efectos de difusividad molecular
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Simulaciones numéricas
Calidad de mezcla
Canal de flujo turbulento
Mezcla turbulenta
Difusividad molecular
Números de Schmidt
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Los resultados de simulaciones numéricas de la mezcla de dos nubes de escalares liberadas en un canal de flujo turbulento se utilizan para introducir una medida de la calidad de mezcla y para investigar la efectividad de la mezcla turbulenta en función de la ubicación de la liberación de la nube y la difusividad molecular de las nubes. Las nubes se liberan desde fuentes de línea instantáneas en el campo de flujo con números de Schmidt que varían de 0.7 a 2400. Las fuentes de línea están ubicadas a diferentes distancias de la pared del canal, comenzando desde la propia pared, la capa viscosa de la pared, la capa logarítmica y el centro del canal. La efectividad de la mezcla se cuantifica siguiendo las trayectorias de partículas individuales con un enfoque lagrangiano y contando cuidadosamente el número de partículas de ambas nubes que llegan a diferentes ubicaciones en el campo de flujo en función del tiempo. Se define una nueva medida, el índice de calidad de mezcla Ø, como el producto de la fracción normalizada de partículas de las dos nubes en una ubicación de flujo. El índice de calidad de mezcla puede tomar valores de 0, que corresponde a ninguna mezcla, a 0.25, que corresponde a mezcla completa. Se encuentra que la calidad de la mezcla en el flujo depende del número de Schmidt de las nubes cuando las dos nubes se liberan en la región de la pared viscosa, mientras que el número de Schmidt no es importante para la mezcla de nubes liberadas fuera de la región logarítmica.
Descripción
Los resultados de simulaciones numéricas de la mezcla de dos nubes de escalares liberadas en un canal de flujo turbulento se utilizan para introducir una medida de la calidad de mezcla y para investigar la efectividad de la mezcla turbulenta en función de la ubicación de la liberación de la nube y la difusividad molecular de las nubes. Las nubes se liberan desde fuentes de línea instantáneas en el campo de flujo con números de Schmidt que varían de 0.7 a 2400. Las fuentes de línea están ubicadas a diferentes distancias de la pared del canal, comenzando desde la propia pared, la capa viscosa de la pared, la capa logarítmica y el centro del canal. La efectividad de la mezcla se cuantifica siguiendo las trayectorias de partículas individuales con un enfoque lagrangiano y contando cuidadosamente el número de partículas de ambas nubes que llegan a diferentes ubicaciones en el campo de flujo en función del tiempo. Se define una nueva medida, el índice de calidad de mezcla Ø, como el producto de la fracción normalizada de partículas de las dos nubes en una ubicación de flujo. El índice de calidad de mezcla puede tomar valores de 0, que corresponde a ninguna mezcla, a 0.25, que corresponde a mezcla completa. Se encuentra que la calidad de la mezcla en el flujo depende del número de Schmidt de las nubes cuando las dos nubes se liberan en la región de la pared viscosa, mientras que el número de Schmidt no es importante para la mezcla de nubes liberadas fuera de la región logarítmica.