A Multipurpose Euler-Lagrange Framework for the Numerical Simulation of Particle and Dispersed Flow Problems
Translated title:
Ein universelles Euler-Lagrange-System für die numerische Simulation von Partikel- und dispersen Strömungsproblemen
Author:
Hammerl, Georg
Year:
2022
Document type:
Dissertation
Faculty/School:
TUM School of Engineering and Design
Advisor:
Wall, Wolfgang A. (Prof. Dr.)
Referee:
Wall, Wolfgang A. (Prof. Dr.); Kronbichler, Martin (Prof. Dr.)
Language:
en
Subject group:
MTA Technische Mechanik, Technische Thermodynamik, Technische Akustik
TUM classification:
MTA 009; MTA 309
Abstract:
In this thesis, a multi-purpose computational framework for pure particle and fluid-particle problems is developed. Special attention is given to the calculation of the dispersed phase fraction in the volume-averaged Navier-Stokes equations governing the fluid flow. Sub-cycling between the fields and a strong coupling scheme improve efficiency. Numerical examples include pure particle problems, flow with variable bubble size around an airfoil, and particle-laden flow in a human lung geometry.
Translated abstract:
In dieser Arbeit wurde ein numerisches System für reine Partikel- und Fluid-Partikel-Probleme entwickelt. Wichtig ist dabei die Berechnung des dispersen Phasenanteils in den volumengemittelten Navier-Stokes-Gleichungen der Fluidströmung. Die numerische Effizienz wird durch Unter-Iteration und starker Koppelung verbessert. Beispiele zeigen reine Partikelprobleme, eine Strömung mit variabler Blasengröße um ein Flügelprofil, sowie partikelbehaftete Strömung in einer menschlichen Lungengeometrie.