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

Kód výsledku v 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>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

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

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

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

Popis výsledku anglicky

This report focuses on numerical modeling of multiphase flows using a hybrid approach that combines the Volume of Fluid (VOF) and Discrete Phase Model (DPM) methods. The VOF approach is traditionally used to track sharp interfaces between fluids, such as liquid-gas boundaries, by resolving the volume fraction of phases. In contrast, DPM tracks individual particles or droplets in a Lagrangian framework within a continuous medium. Integrating these methodologies allows the simulation of scenarios where a continuous fluid breaks into dispersed droplets and vice versa, capturing complex flow behaviors with improved computational efficiency and physical accuracy.The hybrid VOF-to-DPM model transitions from VOF to DPM representations when droplets become sufficiently small, enabling faster computations while maintaining the fidelity of the physics involved. This is particularly useful in engineering applications where traditional VOF simulations would be computationally prohibitive due to the fine resolution required to represent dispersed phases across the entire domain. The combined model supports realistic analysis of atomization, droplet formation, droplet impact on surfaces, and gas-liquid interactions in industrially relevant configurations.The report likely details the methodology for coupling the VOF and DPM models, the setup of representative simulation cases, and validation against reference data or benchmark scenarios. It highlights the benefits of dynamic model transitions for capturing phase interactions that are challenging to resolve with single-model approaches. The results demonstrate that the hybrid model enables efficient, accurate representation of complex multiphase phenomena, making it a powerful tool for engineers and researchers to optimize designs and predict fluid behaviors in systems where dispersed and continuous phases interact.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

20300 - Mechanical engineering

Projekt

—

Návaznosti

V - Vyzkumna aktivita podporovana z jinych verejnych zdroju

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

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