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Revisando el método homogeneizado de lattice Boltzmann con aplicaciones en flujos de partículas

Autores: Trunk, Robin; Weckerle, Timo; Hafen, Nicolas; Thäter, Gudrun; Nirschl, Hermann; Krause, Mathias J.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Revisando el método homogeneizado de lattice Boltzmann con aplicaciones en flujos de partículas


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería de Sistemas

Palabras clave

Simulación
Partículas
Método de Boltzmann en redes
Intercambio de momento
Fluido
Sedimentación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La simulación de partículas resueltas en la superficie es una herramienta valiosa para obtener más información sobre el comportamiento de los flujos de partículas en procesos de ingeniería. En este trabajo se revisita y valida el método de Boltzmann de red homogeneizado como un enfoque para tales simulaciones numéricas directas en diferentes escenarios. Aquellos incluyen un caso 3D de una esfera en reposo para varios números de Reynolds. Sobre la base de este caso dinámico, se evalúan diferentes algoritmos para el cálculo del intercambio de momento entre el fluido y la partícula junto con diferentes esquemas de fuerza. El resultado es una versión actualizada del método, que está en buen acuerdo con los valores de referencia basados en simulaciones y experimentos. Luego, el método se aplica para investigar el efecto de pellizco tubular descubierto por Segré y Silberberg y la simulación de asentamiento obstaculizado. Para este último, el dominio computacional está equipado con límites periódicos tanto para el fluido como para las partículas. Los resultados se comparan con el modelo de Richardson y Zaki y se encuentran en buen acuerdo. Dado que no se aplica un tratamiento explícito de contacto, esto lleva a la suposición de una transferencia de momento suficiente entre partículas a través del fluido circundante. Las implementaciones se basan en la biblioteca de Boltzmann de red C++ de código abierto OpenLB.

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