Modelling integral viscoelastic flows in OpenFOAM

[Excerpt] A large number of constitutive equations were developed for viscoelastic fluids, some empirical and other with strong physical foundations. The currently available macroscopic constitutive equations can be divided in two main types: differential and integral. Some of the constitutive equations, e.g. Maxwell are available both in differential and integral types. However, relevant in tegral models, like K - BKZ, just possesses the integral form. (...)

Finite integration methods for isospectral flows

In this paper we consider the approximate computation of isospectral flows based on finite integration methods( FIM) with radial basis functions( RBF) interpolation,a new algorithm is developed. Our method ensures the symmetry of the solutions. Numerical experiments demonstrate that the solutions have higher accuracy by our algorithm than by the second order Runge- Kutta( RK2) method.

Supercritical fluid and pharmaceutical applications. Part I: Process classification

The supercritical fluid technology has been target of many pharmaceuticals investigations in particles production for almost 35 years. This is due to the great advantages it offers over others technologies currently used for the same purpose. A brief history is presented, as well the classification of supercritical technology based on the role that the supercritical fluid (carbon dioxide) performs in the process.

Técnicas Experimentales para Caracterizar Flujos Complejos. Experimental techniques for complex flows characterization.

En ambientes fluviales, la interacción del flujo con la geometría del cauce y con los sedimentos del lecho define una dinámica turbulenta compleja en permanente evolución. El nivel de complejidad del flujo aumenta ante la presencia de estructuras hidráulicas (pilas de puentes, protecciones contra erosión, etc.). La mayoría de los ríos, o canales naturales, presentan confluencias y bifurcaciones, en donde se genera una convergencia (o divergencia) del flujo con el resultado de un ambiente hidrodinámico complejo en la cercanía de las uniones (Kenworthy y Rhoads 1995). Bajo estas condiciones no es posible extrapolar las soluciones tradicionales básicas de las ecuaciones de gobierno desarrolladas para canales rectos y uniformes. Algunas investigaciones experimentales realizadas en estos sistemas son las de Best (1988), Rhoads y Sukhodolov (2001), Richardson et al. (1996); Richardson y Thorne (1998, 2001); Parsons et al. (2004); Szupiany et al. (2005).Por otro lado, la zona costera en ambientes marítimos se caracteriza por la existencia de diversos procesos dinámicos, entre los que se destacan la acción de olas, corrientes, interacción olas-corrientes, transporte de sedimentos y cambios batimétricos. Estos se manifiestan en una alteración morfodinámica de la playa generando superficies potenciales de erosión. Así, el diseño de las protecciones costeras (ya sean continuas, como escolleras o muros verticales; o discontinuas como espigones o diques externos) sometidas al clima marítimo bajo distintas condiciones de olas y mareas, alteran los patrones de circulación y de transporte afectando la morfodinámica en su zona de influencia y plantean, por ejemplo, la necesidad de ajustes de los coeficientes de estabilidad y pesos de los bloques de roca de las escolleras. Los problemas generados, son especialmente complejos ya que deben considerarse para su estudio, los niveles de turbulencia, la transmisión del oleaje sobre o a través de la estructura, difracción alrededor de la misma, refracción y shoaling sobre un fondo dinámico, reflexión en la estructura, etc. (Alsina et al., 2007) Revisiones bibliográficas previas muestran que, en ambos ambientes (fluvial y marítimo), es necesario optimizar las técnicas experimentales existentes para que ellas permitan caracterizar con precisión los flujos turbulentos complejos presentes. El objetivo general propuesto en esta investigación es contribuir a mejorar el conocimiento de los procesos hidrodinámicos de flujos turbulentos naturales con y sin la presencia de estructuras hidráulicas que den lugar a formaciones complejas (3D). Para alcanzar este objetivo se propone realizar una recopilación de antecedentes y un análisis crítico detallado de los equipos de ultima generación para mediciones de flujo con alta frecuencia y resolución disponibles en el Laboratorio de Hidráulica (LH) de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC): ADV 3D (Acoustic Doppler Velocimeter de Sontek) y laser PIV 2D (Particle Image Velocimeter de Dantec). A estos equipamientos se le agrega un moderno equipo de generación bidimensional de oleaje con absorción dinámica (adquiridos a HR Ltd. en 2007 por el CAI 085 del FONTAR). Finalmente se prevé utilizar este equipamiento durante el desarrollo de experimentos y mediciones los cuales se realizarán sobre modelos físicos fluviales y costeros diseñados y construidos con y sin estructuras que interactúen con flujo turbulentos complejos. Los resultados obtenidos en este proyecto permitirá alcanzar una mejor comprensión de los procesos hidrodinámicos de los flujos turbulentos complejos, lo cual es necesario y de gran utilidad para realizar un manejo apropiado de los ambientes fluviales y marítimos, teniendo como campo directo de aplicación el correcto diseño de estructuras hidráulicas, asistiendo a la toma de medidas correctivas en sistemas naturales sometidos a procesos erosivos o de sedimentación, y contribuyendo de esta forma al manejo ambientalmente sustentable de los recursos.

Analytical and numerical investigation of two-phase flows

Multiphase flows, hyperbolic model, Godunov method, nozzle flow, nonstrictly hyperbolic

Flame simulation in rotary kilns using computational fluid dynamics

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2011

Optical measurements in disperse two-phase flows : application to rain formation in cumulus clouds

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2012

Numerical methods for axisymmetric equilibrium magnetic-fluid shapes

Magdeburg, Univ., Fak. für Mathematik, Diss., 2006

Optimization of radial jets mixing in cross-flow of combustion chambers using computational fluid dynamics

Cross-Flow, Radial Jets Mixing, Temperature Homogenization, Optimization, Combustion Chamber, CFD

Simulation of interacting populations in inhomogeneous flows using reduced models

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2010

Finite element analysis for flows in chemical reactors

Magdeburg, Univ., Fak. für Mathematik, Diss., 2010

Modeling the inelastic behavior of heat exchangers accounting for fluid-structure interactions

Magdeburg, Univ., Fak. für Maschinenbau, Diss., 2013

Magnetic control of flexoelectric domains in a nematic fluid

Aus: Soft matter, Vol. 10.2014, H. 25, S. 4487 - 4497

Episodes of the life and death of thin fluid membranes : patterns and dynamics at the cross-over from two to three dimensions

Otto-von Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Dissertation, 2016

Stability and asymptotic analysis of a fluid-particle interaction model

We are interested in coupled microscopic/macroscopic models describing the evolution of particles dispersed in a fluid. The system consists in a Vlasov-Fokker-Planck equation to describe the microscopic motion of the particles coupled to the Euler equations for a compressible fluid. We investigate dissipative quantities, equilibria and their stability properties and the role of external forces. We also study some asymptotic problems, their equilibria and stability and the derivation of macroscopic two-phase models.