Stabilized finite element methods for turbulent incompressible single-phase and dispersed two-phase flows
De Mulder, T. (1997). Stabilized finite element methods for turbulent incompressible single-phase and dispersed two-phase flows. PhD Thesis. Katholieke Universiteit Leuven (KUL): Leuven. ISBN 90-5682-079-6. xxxiv, 234 pp.
|
| Beschikbaar in | Auteur |
|
Documenttype: Doctoraat/Thesis/Eindwerk
|
| Abstract |
In dit proefschrift worden Galerkin/kleinste- kwadraten methoden onderzocht voor het discretizeren van de Reynoldsvergelijkingen in combinatie met isotrope en anisotrope k - ε turbulentiemodellen. In tegenstelling tol de klassieke Galerkin formulering leiden deze methoden tot stabiele oplossingen van door advectie gedomineerde advectie-diffusieproblemen en bovendien is eenzelfde interpolatie voor snelheid en druk toegelaten. De relatie wordt onderzocht tussen deze en andere gestabiliseerde eindige-elementen methoden voor onsamendrukbare stromingen, en in het bijzonder de rol die de bulk-viscositeit hierin vervult. Toevoeging van randintegralen is noodzakelijk om parasitaire grenslaagverschijnselen in de drukoplossing te voorkomen. Op basis van de onderzochte discretizatiemethoden wordt een programma ontwikkeld voor simulatie van éénfasige stromingen. De keuze van ongestructureerde roosters van driehoekige elementen, met lineaire interpolatie voor alle veranderlijken, biedt een grote flexibiliteit in termen van geometrie en adaptieve roosteraanpassing. Na validatie wordt de programmatuur uitgebreid om gedispergeerde tweefasige stromingen te simuleren, aan de hand van een Euleriaans-Lagrangiaans model. Industrieel relevante gas-druppel-stromingen worden onderzocht, zoals de stroming in een natte koeltoren met natuurlijke trek en het aanzuigen van lucht door middel van waterverstuivers. Tenslotte wordt de werking van waterdruppelgordijnen bestudeerd om accidenteel geloosde, ontvlambare of toxische gaswolken te verdunnen. |
|
