Hydrodynamic Modeling of Two-Phase Flow under Non-Equilibrium Conditions
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2006
Major/Subject
Fysiikka (laskennallinen fysiikka)
Mcode
Tfy-105
Degree programme
Language
en
Pages
67
Series
Abstract
Kaksifaasivirtaus viittaa yleisesti kahden fluidin systeemiin, jossa rajapinta erottaa kaksi faasia. Fluidit voivat olla nesteitä tai kaasuja. Kaksifaasivirtaus voi olla sekoitus kahdesta eri fluidista tai jopa sekoitus yhden aineen kahdesta eri faasista, kuten kiehuva vesi. Yksittäisen fluidin kaksifaasivirtaus on monimutkainen ongelma, koska fluidien olomuoto voi muuttua johtuen vallitsevista termodynaamisesta tilanteesta. Tässä työssä tutkimme kaksifaasivirtaukseen liittyviä hydrodynaamisia ilmiöitä. Työssä käytämme diffuse-interface-nimistä menetelmää numeeriseen työhön. Verrattuna standardiin Navier-Stokes hydrodynamisiin yhtälöihin tiheysgradienteista rajapinnan alueella johtuva lisäenergia on otettu huomioon diffuse-interface menetelmän hydrodynaamisissa yhtälöissä. Tämän työn päätarkoitus on realisoida neste-kaasu-rajapinta kaksifaasivirtauksessa ja tutkia rajapinnan ominaisuuksia. Lisäksi työssä esitetään johdantoa aiheeseen liittyviin ilmiöihin, kuten nestedynamiikan kriittiset ilmiöt ja nukleaatio. Hydrodynaamiset osittaisderivaattayhtälöt ratkaistaan äärrellisten elementtien menetelmää (finite element method, FEM), joka on sisällytetty yleiseen FEM-ratkaisijalla Elmer ohjelmistopaketissa, käyttäen. Päätuloksenamme neste-kaasu-rajapinta onnistuttiin realisoimaan. Näytämme myös alustavia havaintoja rajapinnan ominaisuuksista erilaisissa fysikaalisissa olosuhteissa.Description
Supervisor
Ala-Nissilä, TapioThesis advisor
Laurila, TeemuKeywords
fluid dynamics, nesteiden ja kaasujen dynamiikka, two-phase flow, kaksifaasivirtaus, diffuse-interface method, diffuse-interface malli