¿Por qué es necesario tanto un modelo de turbulencia como un modelo multifásico para modelar flujos multifásicos?

La necesidad de esos modelos no es una elección arbitraria de que la física es el comandante. Al principio, es adecuado describir la expresión por separado:

Modelo de turbulencia: excepto la simulación numérica, no es complicado determinar si se requiere o no turbulento, gracias al número de Reynolds:

Re = ρVL / μ

donde ρ es la densidad del fluido, V es la velocidad característica del flujo, L es la escala de longitud característica del flujo y μ es la viscosidad dinámica.

Cómo determinar ser turbulento o laminar: ¿Cuál es el número de Reynolds?

En caso de que el flujo de fluido sea turbulento, se implementa un modelo apropiado para simular el incidente físico en el dominio numérico. El flujo multifásico no es un problema durante el examen de turbulencia.

Flujo multifásico: más de una materia o una materia con diferentes fases simultáneamente en el mismo dominio requiere un modelo de flujo multifásico para describir el flujo de fluido en un entorno creíble. Por ejemplo:

  • Flujo de agua en un canal abierto (Fases: agua y aire)
  • Proceso de medición de hielo (fases: hielo, agua y aire)
  • Combustión (varias fases, turbulento severo)

Descripción detallada: Análisis de flujo de fluido multifásico

En resumen, tener un modelo de turbulencia y / o flujo multifásico está dirigido por la naturaleza. Simplemente elige un modelo matemático confiable para los casos que llevaría a cabo.

La turbulencia es un sistema complejo y complicado con información masiva desde un remolino grande hasta un remolino pequeño, lo que resulta en una dificultad extraordinaria en la simulación resuelta completa (DNS) para flujo de alta Re o flujo de complejo límite que es ubicuo en el campo de la ingeniería. En consecuencia, necesitamos un modelo de turbulencia para simplificar la información física fluida incrustada en estos remolinos, especialmente los más pequeños, para mejorar la eficiencia computacional.

La fase adicional (partículas, burbujas, etc., en el concreto) en el flujo base aumenta la complejidad del sistema. Habría impulso, intercambio de energía entre partículas y fluidos, lo que añadiría complejidad a las ecuaciones de gobierno de ambos. Para decirlo de manera sucinta, el modelo multifásico se emplea para reducir la complejidad del sistema acoplado partículas-fluido.