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Sessile super-droplets as quasi-static wall deformations in direct numerical simulation of turbulent channel flow

Bahavar, Philipp und Wagner, Claus (2024) Sessile super-droplets as quasi-static wall deformations in direct numerical simulation of turbulent channel flow. Computers & Fluids, 269 (106135), 1-??. Elsevier. doi: 10.1016/j.compfluid.2023.106135. ISSN 0045-7930.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045793023003602

Kurzfassung

Condensation is an important aspect of many flow applications due to the ubiquitous presence of humidity in the air at ambient conditions. For direct numerical simulations of such flows, simulating the gas phase as a mixture characterized by temperature and humidity coupled by the latent heat release and absorption has been shown to yield results consistent with multiphase direct numerical simulations at reduced cost. In the case of surface condensation, the deposition of condensate droplets represents an additional mechanism for flow modification. Extending the single-phase approach by tracking the mean deposition rates and consolidating the condensate mass into static super-droplets reintroduces the effects of surface droplets on the flow while retaining the computational advantages of simulating only the gas phase. Results of simulations of turbulent flow through a cooled, vertical channel with and without such droplets illustrate the additional effects captured compared to the original approach. In the immediate vicinity of a super-droplet, turbulent heat and vapor transport towards the cooled wall is enhanced. Direct impingement and deflection of the flow on the super-droplet cause a qualitative change in the distribution of the condensation rates, increasing on the surface of the super-droplets and decreasing in the surrounding regions. This modification of the near-wall transport leads to increased global cooling and drying efficiency compared to a smooth channel.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/187212/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Sessile super-droplets as quasi-static wall deformations in direct numerical simulation of turbulent channel flow
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bahavar, PhilippPhilipp.Bahavar (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3817-7875NICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, ClausClaus.Wagner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2273-0568NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:30 Januar 2024
Erschienen in:Computers & Fluids
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:269
DOI:10.1016/j.compfluid.2023.106135
Seitenbereich:1-??
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTElsevierNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:Science Direkt
ISSN:0045-7930
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Direct numerical simulation, condensation, channel flow, heat transfer
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Schienenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V SC Schienenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - RoSto - Rolling Stock
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Bodengebundene Fahrzeuge
Hinterlegt von: Bahavar, Philipp
Hinterlegt am:29 Nov 2023 14:13
Letzte Änderung:29 Nov 2023 14:13

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