Modelado de flujo complejo de partículas-fluido con un método de elementos discretos acoplado con métodos de Lattice Boltzmann (DEM-LBM)
Autores: Liu, Wenwei; Wu, Chuan-Yu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Modelado de flujo complejo de partículas-fluido con un método de elementos discretos acoplado con métodos de Lattice Boltzmann (DEM-LBM)
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Flujos de partículas y fluidos
Enfoque de modelado numérico
Método de elementos discretos
Método de Lattice Boltzmann
Técnicas de acoplamiento
Flujos complejos de partículas y fluidos
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Los flujos de partículas y fluidos son omnipresentes en la naturaleza y la industria. Comprender el comportamiento dinámico de estos flujos complejos se convierte en un enfoque de investigación interdisciplinario en rápido desarrollo. En este trabajo, se presenta un enfoque de modelado numérico para flujos complejos de partículas y fluidos utilizando el método de elementos discretos acoplado con el método de Lattice Boltzmann (DEM-LBM). Se discuten en detalle el método de elementos discretos y el método de Lattice Boltzmann, así como las técnicas de acoplamiento. El DEM-LBM se valida exhaustivamente para casos de referencia típicos: el flujo de Poiseuille de fase única, el asentamiento gravitacional y la fuerza de arrastre sobre una partícula fija. Para demostrar el potencial y la aplicabilidad del DEM-LBM, se realizan tres estudios de caso, que incluyen la migración inercial de suspensiones de partículas densas, la aglomeración de flujos de partículas adhesivas en flujo de canal y la sedimentación de partículas en flujo de cavidad. Se demuestra que el DEM-LBM es un enfoque numérico robusto para analizar flujos complejos de partículas y fluidos.
Descripción
Los flujos de partículas y fluidos son omnipresentes en la naturaleza y la industria. Comprender el comportamiento dinámico de estos flujos complejos se convierte en un enfoque de investigación interdisciplinario en rápido desarrollo. En este trabajo, se presenta un enfoque de modelado numérico para flujos complejos de partículas y fluidos utilizando el método de elementos discretos acoplado con el método de Lattice Boltzmann (DEM-LBM). Se discuten en detalle el método de elementos discretos y el método de Lattice Boltzmann, así como las técnicas de acoplamiento. El DEM-LBM se valida exhaustivamente para casos de referencia típicos: el flujo de Poiseuille de fase única, el asentamiento gravitacional y la fuerza de arrastre sobre una partícula fija. Para demostrar el potencial y la aplicabilidad del DEM-LBM, se realizan tres estudios de caso, que incluyen la migración inercial de suspensiones de partículas densas, la aglomeración de flujos de partículas adhesivas en flujo de canal y la sedimentación de partículas en flujo de cavidad. Se demuestra que el DEM-LBM es un enfoque numérico robusto para analizar flujos complejos de partículas y fluidos.