Decomposition of power number in a stirred tank and real time reconstruction of 3D large-scale flow structures from sparse pressure measurements
Decomposition of power number in a stirred tank and real time reconstruction of 3D large-scale flow structures from sparse pressure measurements
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搅拌罐中功率数的分解以及稀疏压力测量的 3D 大规模流动结构的实时重建
DOI：
10.1016/j.ces.2023.118881
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发表时间：
2023
影响因子：
4.7
通讯作者：
Mikhaylov K
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mikhaylov K
我们考虑Re=600时无挡板搅拌槽内的流动，将压力场分解成关于速度POD(固有正交分解)模式的时间系数为常数、线性和二次的分量。压力分量用于分析单个叶片和叶片组合的功率数。我们还使用一种识别算法来推导线性动态估计器，该估计器允许根据稀疏的叶轮叶片压力测量(实时)重建瞬时3D速度场。使用来自单个传感器的压力信号以合理的精度重建第一对POD模式。有了6个或12个传感器，结果会有所改善。对Re=500和700的估计器的应用表明，它对运行条件的变化具有很强的鲁棒性。这项工作为实时控制有针对性的喂料位置和速度的混合提供了可能。
We consider the flow inside an unbaffled stirred tank at Re = 600 and decompose the pressure field into components that are constant, linear and quadratic with respect to the temporal coefficients of velocity POD (proper orthogonal decomposition) modes. The pressure components are used to analyse the power number of individual blades and blade combinations. We also employ an identification algorithm to derive a linear dynamic estimator that allows the reconstruction (in real time) of the instantaneous 3D velocity field from sparse pressure measurements at the impeller blades. The first pair of POD modes are reconstructed with reasonable accuracy using the pressure signal from a single sensor. The results improve with 6 or 12 sensors. Application of the estimator to Re=500 and 700 shows that it is robust to changes in operating conditions. The work opens the possibility for real time control of mixing with targeted feeding location and rate.
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