T 型混合器中水-乙醇流动的直接数值模拟
流体动力学
2017-11-21 v1
摘要
流体的高效混合在许多应用中是关键，例如化学反应和纳米颗粒沉淀。然而，混合动力学的详细实验测量难以获得，因此预测性数值工具有助于设计和优化许多过程。如果考虑两种不同的流体，混合物的粘度和密度通常非线性地依赖于组分，这使得混合过程的建模尤为具有挑战性。因此，诸如 T 型混合器等简单几何结构中的水-水混合已被深入研究，但对更复杂混合物（尤其是在湍流状态下）的动力学知之甚少。我们在此提出一种能够精确模拟双流体混合物的数值方法。利用该方法的高性能实现，我们进行了直接数值模拟，解析了雷诺数从 100 到 2000 的水-乙醇流动的空间与时间动力学。本文详细讨论了湍流转变期间遇到的流动状态及其混合特性，并将其与水-水混合物进行了比较。
引用
@article{arxiv.1612.03035,
title = {Direct numerical simulation of water-ethanol flows in a T-mixer},
author = {Tobias Schikarski and Wolfgang Peukert and Marc Avila},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.03035},
year = {2017}
}