Analysis of a Novel Method for Generating 3D Mesh at Contact Points in Packed Beds

Daniel Felix Szambien; Maximilian Richard Ziegler; Christoph Ulrich; Roland Scharf

doi:10.3390/computation12050089

Details

Titel in Übersetzung	Analyse einer neuartigen Methode zur Erzeugung von 3D-Netzen an Kontaktpunkten in Schüttungen
Originalsprache	Englisch
Aufsatznummer	89
Seitenumfang	14
Fachzeitschrift	Computation
Jahrgang	12
Ausgabenummer	5
Publikationsstatus	Veröffentlicht - 30 Apr. 2024
Veranstaltung	14. International Conference on Computational Heat and Mass Transfer (ICCHMT2023) - Düsseldorf University of Applied Sciences , Düsseldorf, Deutschland Dauer: 4 Sept. 2023 → 8 Sept. 2023 https://www.icchmt2023.de/

Abstract

Diese Studie analysiert umfassend die Auswirkungen der neuartigen, von den Autoren entwickelten, HybridBridge-Methode zur Generierung eines 3D-Netzes an Kontaktpunkten innerhalb von Schüttungen auf die effektive Wärmeleitfähigkeit. Sie vergleicht die HybridBridge mit alternativen Methoden, hebt ihre Überlegenheit hervor und skizziert mögliche Anwendungen.Die HybridBridge verwendet zwei unabhängige Geometrieparameter, um eine optimale Strömungsabbildung zu ermöglichen und gleichzeitig die physikalisch genaue effektive Wärmeleitfähigkeit und eine hohe Netzqualität zu gewährleisten. Es wird eine Methode zur Abschätzung des HybridBridge-Radius für ein bestimmtes Füllkörperbett und eine bestimmte Höhe der abgeschnittenen Kappe vorgeschlagen. Die numerische Analyse einer kubisch-körperzentrierten Einheitszelle mit verschiedenen HybridBridges wird vergleichend mit früheren Simulationen mit einer einfachen kubischen Einheitszelle durchgeführt. Zusätzlich wird ein physikalisch basiertes Widerstandsmodell eingeführt, das die effektive Wärmeleitfähigkeit als Funktion der HybridBridge-Geometrie und der Porosität beschreibt. Eine Gleichung für den auf die Simulationsparameter zugeschnittenen HybridBridge-Radius wird hergeleitet. Der Vergleich mit den Einheitszellen und einem zufällig gepackten Bett zeigt eine akzeptable durchschnittliche Abweichung zwischen den berechneten und verwendeten Radien. Hierdurch wird eine Implementierung der HybridBridge-Methode vereinfacht und verfeinert.

Schlagwörter

numerische Strömungsmechanik, Kontaktpunkte, Schüttungen, Effektive Wärmeleitfähigkeit, Wärmeübertragung, Netzerzeugung

ASJC Scopus Sachgebiete

Ingenieurwesen (insg.)
Ingenieurwesen (insg.)
Maschinenbau
Chemische Verfahrenstechnik (insg.)
Chemische Verfahrenstechnik (sonstige)
Mathematik (insg.)
Theoretische Informatik
Mathematik (insg.)
Angewandte Mathematik
Informatik (insg.)
Mathematik (insg.)
Modellierung und Simulation

Ziele für nachhaltige Entwicklung

Zitieren

Analysis of a Novel Method for Generating 3D Mesh at Contact Points in Packed Beds. / Szambien, Daniel Felix; Ziegler, Maximilian Richard; Ulrich, Christoph et al.
in: Computation, Jahrgang 12, Nr. 5, 89, 30.04.2024.

Publikation: Beitrag in Fachzeitschrift › Artikel › Forschung › Peer-Review

Szambien, DF, Ziegler, MR, Ulrich, C & Scharf, R 2024, 'Analysis of a Novel Method for Generating 3D Mesh at Contact Points in Packed Beds', Computation, Jg. 12, Nr. 5, 89. https://doi.org/10.3390/computation12050089

Szambien, D. F., Ziegler, M. R., Ulrich, C., & Scharf, R. (2024). Analysis of a Novel Method for Generating 3D Mesh at Contact Points in Packed Beds. Computation, 12(5), Artikel 89. https://doi.org/10.3390/computation12050089

Szambien DF, Ziegler MR, Ulrich C, Scharf R. Analysis of a Novel Method for Generating 3D Mesh at Contact Points in Packed Beds. Computation. 2024 Apr 30;12(5):89. doi: 10.3390/computation12050089

Szambien, Daniel Felix ; Ziegler, Maximilian Richard ; Ulrich, Christoph et al. / Analysis of a Novel Method for Generating 3D Mesh at Contact Points in Packed Beds. in: Computation. 2024 ; Jahrgang 12, Nr. 5.

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T1 - Analysis of a Novel Method for Generating 3D Mesh at Contact Points in Packed Beds

AU - Szambien, Daniel Felix

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N2 - Diese Studie analysiert umfassend die Auswirkungen der neuartigen, von den Autoren entwickelten, HybridBridge-Methode zur Generierung eines 3D-Netzes an Kontaktpunkten innerhalb von Schüttungen auf die effektive Wärmeleitfähigkeit. Sie vergleicht die HybridBridge mit alternativen Methoden, hebt ihre Überlegenheit hervor und skizziert mögliche Anwendungen.Die HybridBridge verwendet zwei unabhängige Geometrieparameter, um eine optimale Strömungsabbildung zu ermöglichen und gleichzeitig die physikalisch genaue effektive Wärmeleitfähigkeit und eine hohe Netzqualität zu gewährleisten. Es wird eine Methode zur Abschätzung des HybridBridge-Radius für ein bestimmtes Füllkörperbett und eine bestimmte Höhe der abgeschnittenen Kappe vorgeschlagen. Die numerische Analyse einer kubisch-körperzentrierten Einheitszelle mit verschiedenen HybridBridges wird vergleichend mit früheren Simulationen mit einer einfachen kubischen Einheitszelle durchgeführt. Zusätzlich wird ein physikalisch basiertes Widerstandsmodell eingeführt, das die effektive Wärmeleitfähigkeit als Funktion der HybridBridge-Geometrie und der Porosität beschreibt. Eine Gleichung für den auf die Simulationsparameter zugeschnittenen HybridBridge-Radius wird hergeleitet. Der Vergleich mit den Einheitszellen und einem zufällig gepackten Bett zeigt eine akzeptable durchschnittliche Abweichung zwischen den berechneten und verwendeten Radien. Hierdurch wird eine Implementierung der HybridBridge-Methode vereinfacht und verfeinert.

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ER -

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