A coupled solver approach for multiphase flow calculations on collocated grids
Notice bibliographique
Résumé
Because of increasing computer speed and memory, the numerical solution of the incompressible Navier-Stokes equations by a fully coupled approach is an attractive and emerging trend in computational fluid dynamics (CFD) calculations. The main advantage of this approach is an increased robustness due to the implicit treatment of the pressure velocity coupling Although the equations describing multiphase flows appear similar to single-phase flow equations, their nature is often much more difficult due to the presence of volume fractions, large source terms, and gradients of these as well as density. This makes the requirement for a robust solving approach even more desirable.Almost all multiphase CFD solvers today are based upon standard decoupled approaches (SIMPLE, SIMPLER, PISO, fractional step, and other pressure projection methods) and most often employ a staggered variable arrangement. In this paper, momentum weighted interpolation is used to determine analytical expressions for the cell face velocities which are employed in the multiphase continuity equation in a collocated variable arrangement. A special approach is adopted for the momentum weighted interpolation to handle large source terms, volume fractions, and gradients of these. The resulting linearized equations are solved in a fully coupled manner.The fully coupled method is demonstrated on two practical multiphase cases. Firstly, the method is demonstrated simulating volume of fluid (VOF) computations of a gas-liquid flow case. Secondly, the method is demonstrated on solving the continuous part of an Euler-Lagrange gas-solid flow problem. The difficulties in the first case are large source terms and gradients of density, and in the second case the presence of volume fraction and gradients hereof, as well as source terms.The results are in accordance with results from the staggered segregated approach. Moreover, due to the collocated variable arrangement, complex geometries can be easily handeled. Both robustness and computational efficiency of this fully coupled approach are shown.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».