Fully resolved simulation of particles transported in a turbulent flow
Project goals
The fully resolved simulation of the particle-fluid interaction based on the lattice Boltzmann method (LBM) is developed. The particles are transported in a turbulent flow in an open channel. The entropic extension of the LBM is used to treat the high Reynolds number process as it guarantees unconditional stability of the computation. The computational demands of the fully resolved simulation are compensated by deployment of CUDA GPU technology. To assess accuracy of the LBM approach its results are validated against experimental observations. The captured particle movements and trajectories are compared with the motions and trajectories produced by the LBM simulation. The influence of the presence of the particles on the modulation of the turbulence is examined by comparison of the single and dispersed phase.
Keywords
Fully-resolved simulationlattice Boltzmann methodentropic LBMparticle-laden turbulent flowparticle-fluid interactionPIVLDA
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 19 (SGA0201500001)
Main participants
Ústav pro hydrodynamiku AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
15-18870S
Alternative language
Project name in Czech
Multi-škálová simulace pohybu částic v turbulentním proudu
Annotation in Czech
V rámci projektu bude vyvinuta multi-škálová simulace vzájemného působení částic a kapaliny založená na metodě diskretizované Boltzmannovy rovnice (LBM). Navrhovaná simulace se zaměří na částice unášené turbulentním proudem v otevřeném kanále. Bude zvolena tzv. entropická LBM, která v případě proudění charakterizovaného velkým Reynoldsovým číslem garantuje nepodmíněnou stabilitu výpočtu. Zvýšené nároky na výpočet multi-škálové simulace budou řešeny nasazením CUDA GPU technologie. Pro posouzení vhodnosti užití LBM metody budou výstupy porovnány s experimentálními měřeními. Experimentálně zjištěné trajektorie částic budou porovnány se simulovanými hodnotami. Vliv přítomnosti částic na modulaci turbulence bude testován porovnáním proudění s částicemi s prouděním bez částic.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The goals of the project were fulfilled; the benefit in the field of numerical solution of particle motion in liquid is clear thanks to the developed algorithm of Lattice Boltzmann Method. The results have potential of application in basic research of fluid dynamics and computing practice. A quantity of publications doesn’t correspond to the project's possibilities and plan of the project.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2015
Realization period - end
Nov 29, 2019
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Mar 17, 2016
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP20-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Jul 2, 2020
Finance
Total approved costs
4,650 thou. CZK
Public financial support
4,650 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 650 CZK thou.
Public support
4 650 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BK - Liquid mechanics
Solution period
01. 01. 2015 - 29. 11. 2019