Technische Universiteit Delft


Turbulente stroming

16 december 2003 | 15.30 uur
mw. A.J. Vrieling | ingenieur technische mechanica

Promotor | Prof.dr.ir. F.T.M. Nieuwstadt (fac OCP)

Numerical Simulations of Competitive-Consecutive Reactions in Turbulent Channel Flow
Dit proefschrift gaat over menging van passieve scalairen in een turbulente stroming. De passieve scalairen worden losgelaten in een turbulente kanaalstroming tussen twee vlakke platen en worden geïnterpreteerd als concentratie van hetzij een inerte chemische stof, hetzij een reactieve chemische stof betrokken in een concurrerend-consecutief reactiesysteem. Het gedrag van dergelijke passieve scalairen onder invloed van turbulente menging en chemische reacties wordt bestudeerd door middel van Directe Numerieke Simulatie (DNS).
In het geval van een inerte stof wordt het mengproces achter twee parallel op korte onderlinge afstand geplaatste lijnbronnen bestudeerd en in het bijzonder de interferentie in de concentratiestatistieken. De resultaten van deze studie worden geïnterpreteerd als de concentratiestatistieken als gevolg van twee nabije schoorstenen die uitstoten in the atmosferische grenslaag.
In het geval van reactieve stoffen bestuderen we de stroomafwaartse situatie achter een bron met stof B geplaatst in een achtergrondconcentratie van stof A, waar A en B betrokken zijn in het reactiesysteem A+B => R, R+B=> S en waar R wordt beschouwd als het gewenste reactieproduct. De reactiesnelheid van beide reacties wordt bepaald door de combinatie van turbulente menging en de chemische reactiesnelheid. De belangrijkste invloed op de loop van dit reactiesysteem blijkt de hydrodynamica te zijn. Als gevolg van turbulente fluctuaties op de grote schalen wordt de eerste reactie vertraagd en de tweede reactie versneld. Dit effect zou een verklaring kunnen zijn voor de onverwacht grote hoeveelheden S die soms worden waargenomen in experimenten.

Voor verder lezen:

* Simulation of particle entrainment in turbulent channel flow by Th. C. Treurniet, 1997

* Probability density functions in turbulent channel flow by S.P.G. Dinavahi, 1992

* Numerical simulation of natural convection in a differentially heated, vertical channel by Theodorus A.M. Versteegh, 1998

* Direct and large eddy simulation of turbulent flow in a cylindrical pipe geometry by J.G.M. Eggels, 1994

* Numerische Simulation turbulenter Rohrströmungen by F. Unger, 1993