Simulación numérica de fuentes turbulentas con flotabilidad negativa
Autores: Khan, Muhammad Ahsan; Addona, Fabio; Chiapponi, Luca; Merli, Nicolò; Archetti, Renata
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Simulación numérica de fuentes turbulentas con flotabilidad negativa
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Simulación de procesos industriales
Palabras clave
Dinámica del flujo
Fuente turbulenta
Flotabilidad negativa
Dinámica de Fluidos Computacional
Flujos de flotabilidad
Modelo de CFD
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Este documento investiga la dinámica del flujo de una fuente turbulenta con flotabilidad negativa utilizando un modelo de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD), desarrollado utilizando OpenFOAM y calibrado con experimentos de laboratorio. Las simulaciones replican efectivamente la geometría y los flujos de flotabilidad de la fuente, mostrando un acuerdo bastante bueno entre los campos de velocidad numéricos y experimentales. Estas simulaciones se utilizan luego para investigar los flujos de momento y flotabilidad para varias densidades de fluido fuente. Encontramos una transferencia dominante de momento hacia arriba en el cuerpo de la fuente, mientras que es principalmente hacia abajo en la sección de entrada. Además, el flujo vertical es casi el doble que el flujo radial, mientras que las componentes tangenciales son despreciables en el lado interno de la fuente. Para diferencias de densidad pequeñas entre la fuente y el entorno circundante, encontramos una mayor difusión del fluido fuente, mientras que tanto los flujos de sal vertical como radial aumentan con la densidad creciente de la fuente. Los datos generados sirven como un recurso significativo para el desarrollo de futuros modelos de CFD.
Descripción
Este documento investiga la dinámica del flujo de una fuente turbulenta con flotabilidad negativa utilizando un modelo de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD), desarrollado utilizando OpenFOAM y calibrado con experimentos de laboratorio. Las simulaciones replican efectivamente la geometría y los flujos de flotabilidad de la fuente, mostrando un acuerdo bastante bueno entre los campos de velocidad numéricos y experimentales. Estas simulaciones se utilizan luego para investigar los flujos de momento y flotabilidad para varias densidades de fluido fuente. Encontramos una transferencia dominante de momento hacia arriba en el cuerpo de la fuente, mientras que es principalmente hacia abajo en la sección de entrada. Además, el flujo vertical es casi el doble que el flujo radial, mientras que las componentes tangenciales son despreciables en el lado interno de la fuente. Para diferencias de densidad pequeñas entre la fuente y el entorno circundante, encontramos una mayor difusión del fluido fuente, mientras que tanto los flujos de sal vertical como radial aumentan con la densidad creciente de la fuente. Los datos generados sirven como un recurso significativo para el desarrollo de futuros modelos de CFD.