Dynamics of Fluid Particles in Turbulent Flows; CFD simulations, Model Development and Phenomenological Studies
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Notice bibliographique
Résumé
The thesis investigates the dynamics of fluid particles in turbulent flows, which plays an important role in the chemical, pharmaceutical, food and petroleum industries. Phenomenological studies, new mathematical models for the breakup phenomena, and development of a simulation method for chemical reactors constitute the main parts of this thesis. \nThe simulation method, based on CFD population balance modeling, was successfully used in the development process of a new reactor designed by Alfa Laval. Validation with experimental measurements, for a wide range of hydrodynamic conditions and fluid properties relevant to technical applications, showed that predictions with high accuracy can be obtained. \nDetailed studies on the breakup mechanisms of fluid particles were made with a high-speed imaging technique devised for this work. It was shown that although the initial stage of the breakup process is similar for bubbles and drops, the outcomes differ significantly. An internal flow mechanism was identified as responsible for the difference in the resulting daughter size distributions. While bubbles generate unequal-sized fragments, drops often form equal-sized fragments. The number of fragments formed by breakup is also different for bubbles and drops. \nA new model for the breakup rate of fluid particles was developed in this work. In the model two criteria must be fulfilled for breakup to occur. A new model for the interaction frequency between fluid particles and turbulent eddies was also developed. Validation with experimental measurements of the breakup rate showed that the new model gives excellent predictions. Furthermore, the model reveals that eddies close in size to, and up to three times larger than, the fluid particles contribute to the breakup. This prediction agrees with the studies of the breakup mechanisms, which show that fluid particles often deform significantly before breakup occurs. \n\n\n\n
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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.
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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 découle