elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

General Local Reactive Boundary Condition for Dissolution and Precipitation Using the Lattice Boltzmann Method

Weinmiller, Julius und Lautenschläger, Martin P. und Kellers, Benjamin und Danner, Timo und Latz, Arnulf (2024) General Local Reactive Boundary Condition for Dissolution and Precipitation Using the Lattice Boltzmann Method. Water Resources Research, 60 (2), e2023WR034770. Wiley. doi: 10.1029/2023WR034770. ISSN 0043-1397.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2023WR034770

Kurzfassung

A general and local reactive boundary condition (RBC) for studying first-order equilibrium reactions using the lattice Boltzmann method is presented. Its main characteristics are accurate reproduction of wall diffusion, invariance to the wall and grid orientation, and absence of nonphysical artifacts. The scheme is successfully tested for different benchmark cases considering diffusion, advection, and reactions of fluids at solid-liquid interfaces. Unlike other comparable RBCs from the literature, the novel scheme is valid for a large range of Péclet and Damköhler numbers, and shows realistic pattern formation during precipitation. In addition, quantitative results are in good accordance with analytical solutions and values from literature. Combining the new RBC with the rest fraction method, Péclet-Reynolds ratios of up to 1,000 can be achieved. Overall, the novel RBC accurately models first-order reactions, is applicable for complex geometries, and allows efficiently simulating dissolution and precipitation phenomena in fluids at the pore scale.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/201313/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:General Local Reactive Boundary Condition for Dissolution and Precipitation Using the Lattice Boltzmann Method
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Weinmiller, JuliusJulius.Weinmiller (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5380-6791NICHT SPEZIFIZIERT
Lautenschläger, Martin P.Martin.Lautenschlaeger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3266-4218NICHT SPEZIFIZIERT
Kellers, BenjaminBenjamin.Kellers (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9791-2724NICHT SPEZIFIZIERT
Danner, TimoTimo.Danner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2336-6059NICHT SPEZIFIZIERT
Latz, ArnulfArnulf.Latz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1449-8172NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:22 Februar 2024
Erschienen in:Water Resources Research
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:60
DOI:10.1029/2023WR034770
Seitenbereich:e2023WR034770
Verlag:Wiley
ISSN:0043-1397
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Lattice Boltzmann Method, Reaktionen
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicherung
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Speicher
Standort: Ulm
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Computergestützte Elektrochemie
Hinterlegt von: Weinmiller, Julius
Hinterlegt am:29 Mai 2024 17:07
Letzte Änderung:29 Mai 2024 17:07

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.