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URANS and DNS of a cough-induced aerosol-laden jet flow interacting with a large-scale circulation

Batmaz, Ege und Schmeling, Daniel und Wagner, Claus (2024) URANS and DNS of a cough-induced aerosol-laden jet flow interacting with a large-scale circulation. In: 14th International Conference on Computational Heat and Mass Transfer, ICCHMT 2023, 1, Seiten 723-732. Springer Cham. 14th International Conference on Computational Heat and Mass Transfer, 2023-09-04 - 2023-09-08, Düsseldorf, Germany. doi: 10.1007/978-3-031-67241-5_65. ISBN 978-303167240-8. ISSN 2195-4356.

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Offizielle URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-031-67241-5_65

Kurzfassung

This study investigates the dispersion of a cough-induced particle cloud in the presence of a large-scale circulation (LSC) predicted in an unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes simulation (URANS), and compares the results with those of a direct numerical simulation (DNS). Both simulations are performed for 22 s and share identical initial conditions and domain sizes, but they differ in spatial and temporal resolution and in their approach to turbulence. Immediately after the jet phase initiated by the cough, it is found that the particles in the URANS have not advanced as far in the horizontal direction as those in the DNS. In addition, the shape of the URANS particle cloud is more symmetric in the horizontal inlet midplane, whereas in the DNS the particles appear to be quite irregularly distributed. In the well-developed puff phase, the particles of URANS have moved less far in horizontal direction than those of DNS. Although the lateral dispersion of the URANS particles is similar to that of the DNS particles, the top view shows a cone-shaped pattern for the URANS particles, whereas those of the DNS have a uniform distribution in the shape of a rectangle. The major difference between the URANS and DNS results in the late puff phase is the thicker and stronger boundary layer near the upper wall of the URANS, which significantly impedes the vertical ascent of the particles, resulting in a stronger overall circulation intensity throughout the domain. Additionally, the URANS and DNS predictions of the vertical probability density distribution (PDF) compare well in the jet phase, but the URANS underestimates the spreading range in the well-developed and late puff phases.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/197750/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Zusätzliche Informationen:This work was performed partially within the framework of the Rolling Stock (RoSto) project of the German Aerospace Center and partially supported by the Initiative and Networking Fund of the Helmholtz Association of German Research Centres (HGF) under the CORAERO project (KA1-Co-06).
Titel:URANS and DNS of a cough-induced aerosol-laden jet flow interacting with a large-scale circulation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Batmaz, Egeege.batmaz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9803-0595NICHT SPEZIFIZIERT
Schmeling, DanielDaniel.Schmeling (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2712-9974NICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, ClausClaus.Wagner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2273-0568NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:31 August 2024
Erschienen in:14th International Conference on Computational Heat and Mass Transfer, ICCHMT 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:1
DOI:10.1007/978-3-031-67241-5_65
Seitenbereich:Seiten 723-732
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Benim, Ali CemalDüsseldorf University of Applied Sciences, CFD Lab, Dept. Mechanical and Process Engineering, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bennacer, RachidNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mohamad, Abdulmajeed A.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ocłoń, PawełNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Suh, Sang-HoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Taler, JanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer Cham
Name der Reihe:Lecture Notes in Mechanical Engineering
ISSN:2195-4356
ISBN:978-303167240-8
Status:veröffentlicht
Stichwörter:DNS, URANS, Large-Scale Circulation, Particle Spreading
Veranstaltungstitel:14th International Conference on Computational Heat and Mass Transfer
Veranstaltungsort:Düsseldorf, Germany
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:4 September 2023
Veranstaltungsende:8 September 2023
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: Batmaz, Ege
Hinterlegt am:08 Dez 2023 10:12
Letzte Änderung:22 Nov 2024 12:38

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