Numerical Prediction of Particulate Flow Over a Backward-Facing Step Followed by a Filter Medium
Notice bibliographique
Résumé
Flow in air filter housings often is characterized by separation upstream of the filter. The effect of the separation on the motion of particles and their distribution at the filter is important to filter performance. The current research investigates these effects by applying CFD modeling to turbulent particulate flows over a backward-facing step followed by a porous medium representing a filter. The two-dimensional step flow was selected as it is an archetype for separated flow with many studies in the literature. The flow examined has a step expansion ratio of 1:2, with an entrance length of 30 step heights to the step followed by a length of 60 step heights. Computations were performed at step Reynolds numbers of 6550 and 10,000 for the step without a porous medium and with the medium placed 4.25 and 6.75 step heights downstream of the step. The mesh was developed in ICEM CFD and modeling was done using the Fluent commercial CFD package. The carrier phase turbulence was modeled using the RNG k-epsilon model. The particles were modeled using the discrete phase model with dispersion modeled using stochastic tracking. The boundary conditions are uniform velocity at the inlet, no-slip at the walls, porous jump at the porous medium, and outflow at the outlet. The particle boundary condition is “reflect” at the walls and “trap” at the filter. The numerical results for the no filter case matched experimental results for recirculation zone length and velocity profiles at 3.75 and 6.25 step heights well. The computed velocity profiles at 3.75 step heights do not match experimental profiles for the filter at 4.25 step heights so well, though the results show a profound effect on the recirculation zone length, matching the experiments. Differences are attributed to different velocity profiles at the step. With the medium 6.75 step heights downstream, the effect on the recirculation zone is negligible, again matching experimental results. The discrete phase model tracks injected particles and provides results which are qualitatively similar to the literature. It is observed that particles with lower Stokes number, and thus lower momentum, tend to follow the flow and enter the recirculation zone while particles with higher Stokes number tend to move directly to the porous medium. When the filter is moved downstream to 6.75 step heights, the increased length of the recirculation zone results in more particles entering the recirculation zone. Results for monodispersed and polydispersed particles agree.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».