Dynamics of Fluid Particles in Turbulent Flows; CFD simulations, Model Development and Phenomenological Studies
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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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 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 ».