Turbulent Particle-Fluid Flows

湍流粒子流体流

基本信息

  • 批准号:
    1335965
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2013
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2013-09-01 至 2016-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

1335965 PI: ProsperettiWhile much numerical research has been conducted on the effect of suspended point-like particles in a turbulent flow, only a very limited amount of information is available for situations in which the particle size is comparable to, or exceeds, the length scales of the flow, from the Kolmogorov length on up. The obstacle to overcome is the major computational effort necessary to resolve the detailed flow features in the presence of the complex, time-evolving no-slip boundaries represented by the particles. The PI has developed a powerful computational method to address this difficulty, which has recently been made even more efficient by reprogramming it for GPU-based computers. This method will be used to run truly direct numerical simulations of turbulent fluid flows with thousands of suspended finite-size particles and to extract from the numerical results information on various features of the fluid turbulence modification caused by the particles. In addition to these specific results on disperse particulate flows, one of the aims of the work is to demonstrate the possibility of running routine simulation involving many thousands of particles at volume fractions between 0.05 and 0.20 on GPU-based work stations in a matter of hours or a few days at most.Natural processes offer a wealth of instances in which solid particles are transported by fluid flows: marine sediments, gravity currents, sand dunes and many others. Such flows are also of great technological relevance, primarily in the energy area where fluidized bed combustors, catalytic oil cracking, coal gasifiers ad chemical looping combustors are prime examples. A reliable theoretical understanding of these systems, which the numerical simulations to be undertaken in this project will provide, is essential for a variety of reasons ranging from the modeling of environmental flows to carbon sequestration, to the development of new or scaled-up designs without expensive preliminary experimentation, and many others.
1335965 PI:Prosperetti虽然已经对湍流中悬浮点状颗粒的影响进行了大量的数值研究,但对于颗粒尺寸与流动的长度尺度相当或超过流动的长度尺度(从Kolmogorov长度开始)的情况,只有非常有限的信息可用。要克服的障碍是主要的计算工作所需的解决的复杂的,随时间变化的无滑移边界所代表的粒子的存在下的详细的流动特征。PI开发了一种强大的计算方法来解决这个难题,最近通过为基于GPU的计算机重新编程,使其变得更加高效。该方法将用于对具有数千个悬浮有限尺寸颗粒的湍流流体流动进行真正直接的数值模拟,并从数值结果中提取有关颗粒引起的流体湍流修改的各种特征的信息。除了这些关于分散颗粒流的具体结果之外,这项工作的目的之一是证明在几个小时或最多几天内在基于GPU的工作站上运行涉及体积分数在0.05和0.20之间的数千个颗粒的常规模拟的可能性。自然过程提供了大量固体颗粒通过流体流动传输的实例:海洋沉积物、重力流、沙丘和许多其他物质。这种流动也具有很大的技术相关性,主要是在能源领域,其中流化床燃烧器、催化油裂化、煤气化器和化学链燃烧器是主要的例子。这些系统的可靠的理论理解,在这个项目中进行的数值模拟将提供,是必不可少的各种原因,从建模的环境流动到碳封存,新的或按比例放大的设计,而无需昂贵的初步实验,和许多其他的发展。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Andrea Prosperetti其他文献

Volume oscillations slow down a rising Taylor bubble
成交量振荡减缓泰勒泡沫的上升
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Guangzhao Zhou;Andrea Prosperetti
  • 通讯作者:
    Andrea Prosperetti
Current topics in the dynamics of gas and vapor bubbles
  • DOI:
    10.1007/bf02128231
  • 发表时间:
    1977-12-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.100
  • 作者:
    Andrea Prosperetti
  • 通讯作者:
    Andrea Prosperetti
Viscous forces on acoustically levitated gas bubbles
  • DOI:
    10.1016/j.na.2005.01.047
  • 发表时间:
    2005-11-30
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Darren L. Hitt;Andrea Prosperetti
  • 通讯作者:
    Andrea Prosperetti
Laminar flow past an infinite planar array of fixed particles: point-particle approximation, Oseen equations and resolved simulations
  • DOI:
    10.1007/s10665-020-10052-9
  • 发表时间:
    2020-06-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.400
  • 作者:
    Yuhang Zhang;Yayun Wang;Andrea Prosperetti
  • 通讯作者:
    Andrea Prosperetti
Lamb’s solution and the stress moments for a sphere in Stokes flow
  • DOI:
    10.1016/j.euromechflu.2019.09.019
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Gedi Zhou;Andrea Prosperetti
  • 通讯作者:
    Andrea Prosperetti

Andrea Prosperetti的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Andrea Prosperetti', 18)}}的其他基金

EAGER: Extended Particles in Turbulent Flow: A Grand Computational Challenge
EAGER:湍流中的扩展粒子:巨大的计算挑战
  • 批准号:
    1258398
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
A computational tool for particle-fluid flows
颗粒流体流动的计算工具
  • 批准号:
    0754344
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
A Multiscale Approach to Disperse Two-phase Flow
分散两相流的多尺度方法
  • 批准号:
    0625138
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Finite-size Particles in Homogeneous Turbulence
均匀湍流中的有限尺寸粒子
  • 批准号:
    0210044
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Gas and Vapor Bubbles in Confined Spaces
密闭空间中的气体和蒸汽气泡
  • 批准号:
    9987765
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Modeling of Disperse Multiphase Flows
分散多相流的建模
  • 批准号:
    9521374
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Microscopic and Macroscopic Modelling of Multi-Phase Flows
多相流的微观和宏观建模
  • 批准号:
    8918144
  • 财政年份:
    1990
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Bubble Dynamics and Bubbly Liquids
气泡动力学和气泡液体
  • 批准号:
    8607732
  • 财政年份:
    1987
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

环形等离子体中的离子漂移波不稳定性和湍流的保结构Particle-in-Cell模拟
  • 批准号:
    11905220
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于多禁带光子晶体微球构建"Array on One Particle"传感体系
  • 批准号:
    21902147
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
空气污染(主要是diesel exhaust particle,DEP)和支气管哮喘关系的研究
  • 批准号:
    30560052
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似海外基金

Fluid flows of particle suspensions elucidated by evaluating rheological properties under unsteady shear
通过评估非稳态剪切下的流变特性来阐明颗粒悬浮液的流体流动
  • 批准号:
    23H01333
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Development of a prototype clinical theranostic platform combining Magnetic Particle Imaging (MPI) and Magnetic Fluid Hyperthermia (MFH) for the treatment of brain tumors
开发结合磁粒子成像(MPI)和磁流体热疗(MFH)的原型临床治疗平台,用于治疗脑肿瘤
  • 批准号:
    10761630
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
Three-Dimensional Diffusion Measurement near the Fluid-Solid Interfacial Boundary based on an Advanced Particle Tracking using Total Internal Reflection
基于使用全内反射的高级粒子跟踪的流固界面边界附近的三维扩散测量
  • 批准号:
    23K03664
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Modelling of polydisperse particle-fluid reacting flows
多分散颗粒-流体反应流的建模
  • 批准号:
    DP220100306
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
Multiscale modelling of fluid–particle transport in porous media
多孔介质中流体颗粒输运的多尺度建模
  • 批准号:
    DE220100763
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Discovery Early Career Researcher Award
Collaborative Research: ISS: Microgravity enabled studies of particle adsorption dynamics at fluid interfaces
合作研究:国际空间站:微重力支持流体界面颗粒吸附动力学的研究
  • 批准号:
    2224413
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Slender body theory and finite difference computations to characterize particle-fluid interactions at moderate Reynolds numbers
细长体理论和有限差分计算来表征中等雷诺数下的颗粒-流体相互作用
  • 批准号:
    2206851
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Modeling Fluid and Granular Flow using Mesh-free Particle Method
使用无网格粒子法模拟流体和颗粒流
  • 批准号:
    RGPIN-2022-03432
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Collaborative Research: ISS: Microgravity enabled studies of particle adsorption dynamics at fluid interfaces
合作研究:国际空间站:微重力支持流体界面颗粒吸附动力学的研究
  • 批准号:
    2224412
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
The Fluid-Particle Mechanics of a Synthetic Jet-based Dry Powder Inhaler
合成喷射干粉吸入器的流体-颗粒力学
  • 批准号:
    LP190100917
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Linkage Projects
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了