"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF5866
ETF5866 (ETF5866) "Osakeste kontsentratsiooni spetsiifika turbulentsetes kahefaasilistes voolamistes (1.01.2004−31.12.2006)", Aleksander Kartušinski, Tallinna Tehnikaülikool, Matemaatika-loodusteaduskond.
ETF5866
Osakeste kontsentratsiooni spetsiifika turbulentsetes kahefaasilistes voolamistes
The particles' clustering in turbulent two-phase flows
1.01.2004
31.12.2006
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.13. Mehhanotehnika, automaatika, tööstustehnoloogiaT455 Mootorid ja ajamid 2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).100,0
PerioodSumma
01.01.2004−31.12.200460 000,00 EEK (3 834,70 EUR)
01.01.2005−31.12.200556 470,59 EEK (3 609,13 EUR)
01.01.2006−31.12.200657 600,00 EEK (3 681,31 EUR)
11 125,14 EUR

Projekt fokuseerub kahefaasilistes voolamistes aset leidva osakeste kontsentratsiooni spetsiifika (akumulatsioon teatavates piirkondades ja/või nende ruumilise jaotuse püsiva ebaühtluse tekkimine) teoreetilisele numbrilisele ja eksperimentaalsele uurimisele, pidades eelkõige silmas vastavate efektide kirjeldamist realistlikes tehnoloogilistes või looduslikes voolamistes. Enamus kirjeldatud efektide mudeleid on formuleeritud mittelineaarsete (integro-)diferentsiaalvõrrandite kaudu, mis spetsiifiliste liikmete abil kirjeldavad voolamise komponentide vastasmõju. Mudelite keerukuse tõttu on nende efektide analüüs klassikalises Euleri-Lagrange'i lähenduses üks kahefaasiliste voolamiste teooria raskemaid probleeme ning eksisteerib vajadus uute teoreetiliste meetodite järele. Projekt üheks keskseks ülesandeks on välja arendada nende nähtuste teoreetiline kirjeldus statistiliste meetodite baasil. Projekti raames kavandatakse välja töötada meetodid, mis võimaldaksid prognoosida osakeste ja turbulentsi interaktsiooni, osakestevahelise vastasmõju ning osakeste ja seinte/põhja vahelist interaktsiooni omadusi erinevates keskkondades. Analüüsitakse erinevate meetoditega (tõenäosuse jaotusfunktsioonide meetodid, multifraktsionaalne meetod ning Langrange'i printsiibi alusel) saadud tulemusi teatavates voolamiste ning verifitseeritakse välja arendatud metoodika nii laboratoorsete eksperimentide tulemuste kui ka looduslike hoovuste puhul mõõdistatud tulemuste alusel.Sarnastes valdkondades töötavate teoreetikute, inseneride-mootoriehitajate, eksperimentaatorite ja loodusteadlaste koostöö loob eeldatavasti aluse osakeste iseenesliku akumulatsiooni ja/või nende ruumilise jaotuse püsiva ebaühtluse tekkimise mehhanismi paremale mõistmisele ning võimalikule praktilisele kasutamisele nii tehnoloogilistes kui ka looduslikes voolamistes.¿¿¿¿¿
The proposed research is focused on the theoretical, numerical and experimental study of particles clustering in the turbulent two-phase flow, with particular emphasis on realistic industrial or natural systems. Most models of particles clustering in the turbulent two-phase flow are based on nonlinear systems of ordinary or partial differential equations describing interaction between different phases as well as phase changes. Analysis of this phenomenon on the basis of the Eulear-Lagrangian approach is one of the most complex problems in two-phase flow theory and the lack of appropriate theoretical tools is well recognized. It is planned to develop an appropriate theory by including statistical methods for the study of these phenomena.In the framework of the proposed project, we intend to develop statistical methods for predicting of the particle-turbulence, particle-particle and particle-surface interactions in different environments; to compare results obtained by PDF, polyfractional and Lagrange statistical methods for prediction of main features of the phenomenon of preferential concentration (particle clustering) in particulate turbulent flows, and to validate the constructed models on the basis of experimental data from laboratory experiments and from in situ measurements. The suggested form of cooperation between theoreticians, experts in laboratory experiments (including researchers with experience in the using of the Eulear-Lagrangian approach) and marine scientists is expected to lead to an essential improvement of the understanding of the role of clustering phenomenon in both industrial and natural flows.The outcome of the proposed project can provide significant contributions in a variety of technological and environmental applications.