Comparison of multiphase SPH and LBM approaches for the simulation of intermittent flows
Notice bibliographique
Résumé
Smoothed particle hydrodynamics (SPH) and lattice Boltzmann method (LBM) are increasingly popular and attractive methods that propose efficient multiphase formulations, each one with its own strengths and weaknesses. In this context, when it comes to study a given multifluid problem, it is helpful to rely on a quantitative comparison to decide which approach should be used and in which context. In particular, the simulation of intermittent two-phase flows in pipes such as slug flows is a complex problem involving moving and intersecting interfaces for which both SPH and LBM could be considered. It is a problem of interest in petroleum applications since the formation of slug flows that can occur in submarine pipelines connecting the wells to the production facility can cause undesired behaviors with hazardous consequences. In this work, we compare SPH and LBM multiphase formulations where surface tension effects are modeled, respectively, using the continuum surface force and the color-gradient approaches on a collection of standard test cases, and on the simulation of intermittent flows in 2D. This paper aims to highlight the contributions and limitations of SPH and LBM when applied to these problems. First, we compare our implementations on static bubble problems with different density and viscosity ratios. Then, we focus on gravity-driven simulations of slug flows in pipes for several Reynolds numbers. Finally, we conclude with simulations of slug flows with inlet/outlet boundary conditions. According to the results presented in this study, we confirm that the SPH approach is more robust and versatile, whereas the LBM formulation is more accurate and faster.
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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 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 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) | 0,002 | 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 ».