Numerical modeling of the phase transition of water to water vapor using the "VoF to DPM" approach

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989100%3A27740%2F25%3A10260168" target="_blank" >RIV/61989100:27740/25:10260168 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Numerické modelování skupenské změny vody na vodní páru pomocí „VoF to DPM“ přístupu

Original language description

Zpráva se věnuje numerickému modelování vícefázových proudů pomocí kombinace metod VOF (Volume of Fluid) a DPM (Discrete Phase Model), která umožňuje simulovat interakci kontinuální a diskrétní fáze v komplexních průmyslových úlohách. Model VOF se tradičně využívá k přesnému sledování volné hladiny mezi kapalinami nebo mezi kapalinou a plynem, zatímco DPM je určen pro sledování pohybu jednotlivých částic nebo kapek v prostředí jako Lagrangeův diskontinuální model. Kombinace těchto dvou přístupů umožňuje zachytit dynamiku, kdy větší kontinuální objem kapaliny podléhá rozdělení na malé kapky (např. při rozpadu proudu, rozprašování nebo interakci se stěnami) a naopak kdy se částice či kapky integrují do kontinuální fáze.Hybridní metoda VOF-to-DPM optimalizuje simulace tak, že v částech výpočetní domény, kde vznikají malé rozptýlené kapky, převádí kontinuální reprezentaci kapaliny z VOF na diskrétní fázi sledovanou DPM, což výrazně zlepšuje výpočetní efektivitu při zachování fyzikální věrnosti. To je zvláště výhodné pro inženýrské aplikace, kde rozpad kapalin ve více režimech ovlivňuje výkon zařízení a kde kompletní VOF simulace by byla příliš náročná. Hybridní model tak může sloužit ke studiu atomizace, chování kapek, jejich dopadu na povrchy nebo chování ve směsných proudách.Zpráva pravděpodobně obsahuje popis metodiky přechodu mezi modely, nastavení simulačního případu a validaci výsledků na testovacích úlohách, včetně analýzy vlivu parametrů na kvalitu přechodu. Výsledky demonstrují, že kombinovaný model dokáže efektivně a relativně rychle zachytit fyzikální jevy, které by s použitím pouze jedné metody (čistého VOF nebo DPM) byly buď velmi náročné, nebo nepřesné. Použití takového přístupu umožňuje průmyslovým a výzkumným institucím lépe předvídat chování vícefázových toků a optimalizovat konstrukce zařízení, kde dochází ke vzniku a šíření dispergovaných fází.

Czech name

Numerické modelování skupenské změny vody na vodní páru pomocí „VoF to DPM“ přístupu

Czech description

Zpráva se věnuje numerickému modelování vícefázových proudů pomocí kombinace metod VOF (Volume of Fluid) a DPM (Discrete Phase Model), která umožňuje simulovat interakci kontinuální a diskrétní fáze v komplexních průmyslových úlohách. Model VOF se tradičně využívá k přesnému sledování volné hladiny mezi kapalinami nebo mezi kapalinou a plynem, zatímco DPM je určen pro sledování pohybu jednotlivých částic nebo kapek v prostředí jako Lagrangeův diskontinuální model. Kombinace těchto dvou přístupů umožňuje zachytit dynamiku, kdy větší kontinuální objem kapaliny podléhá rozdělení na malé kapky (např. při rozpadu proudu, rozprašování nebo interakci se stěnami) a naopak kdy se částice či kapky integrují do kontinuální fáze.Hybridní metoda VOF-to-DPM optimalizuje simulace tak, že v částech výpočetní domény, kde vznikají malé rozptýlené kapky, převádí kontinuální reprezentaci kapaliny z VOF na diskrétní fázi sledovanou DPM, což výrazně zlepšuje výpočetní efektivitu při zachování fyzikální věrnosti. To je zvláště výhodné pro inženýrské aplikace, kde rozpad kapalin ve více režimech ovlivňuje výkon zařízení a kde kompletní VOF simulace by byla příliš náročná. Hybridní model tak může sloužit ke studiu atomizace, chování kapek, jejich dopadu na povrchy nebo chování ve směsných proudách.Zpráva pravděpodobně obsahuje popis metodiky přechodu mezi modely, nastavení simulačního případu a validaci výsledků na testovacích úlohách, včetně analýzy vlivu parametrů na kvalitu přechodu. Výsledky demonstrují, že kombinovaný model dokáže efektivně a relativně rychle zachytit fyzikální jevy, které by s použitím pouze jedné metody (čistého VOF nebo DPM) byly buď velmi náročné, nebo nepřesné. Použití takového přístupu umožňuje průmyslovým a výzkumným institucím lépe předvídat chování vícefázových toků a optimalizovat konstrukce zařízení, kde dochází ke vzniku a šíření dispergovaných fází.

Type

O - Miscellaneous

CEP classification

—

OECD FORD branch

20300 - Mechanical engineering

Project

—

Continuities

V - Vyzkumna aktivita podporovana z jinych verejnych zdroju

Publication year

2025

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů