Effect of turbulence intensity and surface tension on the emulsification process and its stationary state—A numerical study
Notice bibliographique
Résumé
Abstract We study turbulent emulsions and the emulsification process in homogeneous isotropic turbulence (HIT) using direct numerical simulations (DNS) in combination with the volume of fluid method (VOF). For generating a turbulent flow field, we employ a linear forcing approach augmented by a proportional‐integral‐derivative (PID) controller, which ensures a constant turbulent kinetic energy for two phase flow scenarios and accelerates the emulsification process. For the simulations, the density ratio of dispersed and carrier phases is chosen to be similar to that of oil and water (0.9), representing a typical application. We vary the turbulence intensity and the surface tension coefficient. Thus, we modulate those parameters that directly affect the Hinze scale, which is expected to be the most stable maximum droplet diameter in emulsions in HIT. The considered configurations can be characterized with Taylor Reynolds numbers in the range of 100–140 and Weber numbers, evaluated with the velocity fluctuations and the integral length scale, of 4–70. Using the 3‐D simulation results, we study the emulsification process as well as the emulsions at a statistically stationary state. For the latter, droplet size distributions are evaluated and compared. We observe a Hinze scale similarity of the size distributions considering a fixed integral length scale, that is, similar Hinze scales obtained at different turbulence intensities or for different fluid properties result in similar distributions.
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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) | 0,000 | 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.
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 ».