Numerical simulation of monodisperse droplet generation in pneumatic extension nozzles

气动加长喷嘴中单分散液滴生成的数值模拟

基本信息

项目摘要

The aim of this research project is the development and analysis of robust, accurate and efficient simulation techniques and the realization of special CFD tools for nonstationary multiphase flow problems so that the generation of monodisperse droplets from one or several laminar liquid disperse phases via pneumatic extension nozzles can be treated. We concentrated in the first period onto the realization and validation of efficient numerical components in the Open-Source CFD package FEATFLOW to simulate and control - via modulation - the generation of droplets with prescribed uniform size and separation length for given geometry details regarding capillary size and nozzle shape. Moreover, we extended the flow solver to handle nonlinear fluids with shear-dependent viscosity, mostly based on models from Cross, Carreau and Power Law-type, in which case the disperse phase shows a different multiphase behaviour, particularly in the case of dripping which is our preferred mode. In the next period, we will bring together our so far developed methods and software tools for monodisperse droplets, non-newtonian fluids and modulation approaches to handle micro-encapsulation with liquid cores/compound liquid jets (or alternatively solid particles as cores) in which case the fluid is allowed to be non-newtonian.
该研究项目的目的是开发和分析稳健、准确和高效的模拟技术,并实现用于非平稳多相流问题的特殊 CFD 工具,以便通过气动延伸喷嘴从一个或多个层流液体分散相生成单分散液滴可以治疗。我们在第一阶段专注于开源 CFD 软件包 FEATFLOW 中高效数值组件的实现和验证,以模拟和控制(通过调制)生成具有规定的均匀尺寸和分离长度的液滴,以获得有关毛细管尺寸和给定几何细节的液滴。喷嘴形状。此外,我们扩展了流动求解器来处理具有剪切相关粘度的非线性流体,主要基于 Cross、Carreau 和幂律类型的模型,在这种情况下,分散相表现出不同的多相行为,特别是在滴落的情况下是我们的首选模式。在下一阶段,我们将汇集迄今为止开发的单分散液滴、非牛顿流体和调制方法的方法和软件工具,以处理具有液体核心/复合液体射流(或固体颗粒作为核心)的微封装,其中如果允许流体是非牛顿流体。

项目成果

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  • 发表时间:
    2012
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    0
  • 作者:
    Mierka;Hysing;Kuzmin
  • 通讯作者:
    Kuzmin
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