Detailed and Hybrid LES-Subgrid-Modelling of Nano-Particle-Synthesis in Spray-Flames

喷雾火焰中纳米粒子合成的详细混合 LES 子网格建模

基本信息

项目摘要

The goal of this research project is a detailed numerical investigation of the nanoparticle synthesis from spray flames. The measurements that are carried out in the SPP allow, for the first time, a proper validation of the required physical models and numerical methods by comparing simulation results against experimental results. The nanoparticle synthesis will be described by differently detailed physical models, it is planned to switch locally between the models depending on the locally required precision. Elaborated preparations have been carried out for this purpose, prototype implementations of a monomodal model and a sectional model are available at the institute. These models will be coupled with an in-house large eddy simulation (LES) CFD solver that has been designed for efficient high-performance computing on several thousand processor cores. One of the major goals of the research project is the finding and further development of suitable models for the unresolved scales in the LES, which have been neglected in most of the respective studies although a significant impact of these scales on the results can be expected. Only these models enable precise numerical predictions of semi-industrial devices in the future, which have the potential to generate a deeper understanding of the complex physical processes during the spray flame synthesis.
该研究项目的目标是对喷雾火焰合成纳米颗粒进行详细的数值研究。在 SPP 中进行的测量首次允许通过将模拟结果与实验结果进行比较来正确验证所需的物理模型和数值方法。纳米粒子的合成将通过不同详细的物理模型来描述,计划根据本地所需的精度在模型之间进行本地切换。为此目的已经进行了精心准备,该研究所提供了单峰模型和截面模型的原型实现。这些模型将与内部大涡模拟 (LES) CFD 求解器相结合,该求解器专为在数千个处理器内核上进行高效高性能计算而设计。该研究项目的主要目标之一是为 LES 中未解决的量表找到并进一步开发合适的模型,尽管可以预期这些量表对结果的重大影响,但在大多数相关研究中都忽略了这些模型。只有这些模型才能对未来的半工业设备进行精确的数值预测,从而有可能对喷雾火焰合成过程中的复杂物理过程产生更深入的了解。

项目成果

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