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

Research output: Contribution to journal › Article › Research › peer review

Authors

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

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Details

Translated title of the contributionAnalyse einer neuartigen Methode zur Erzeugung von 3D-Netzen an Kontaktpunkten in Schüttungen
Original languageEnglish
Article number89
Number of pages14
JournalComputation
Volume12
Issue number5
Publication statusPublished - 30 Apr 2024
Event14. International Conference on Computational Heat and Mass Transfer (ICCHMT2023) - Düsseldorf University of Applied Sciences , Düsseldorf, Germany
Duration: 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.

Keywords

    computational fluid dynamics (CFD), Contact Points, Packed Bed, Effective thermal conductivity, Heat Transfer, Mesh generation, packed bed, contact points, computational fluid dynamics, mesh generation, effective thermal conductivity, heat transfer

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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, Vol. 12, No. 5, 89, 30.04.2024.

Research output: Contribution to journal › Article › Research › 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, vol. 12, no. 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), Article 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 ; Vol. 12, No. 5.
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TY - JOUR

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

AU - Szambien, Daniel Felix

AU - Ziegler, Maximilian Richard

AU - Ulrich, Christoph

AU - Scharf, Roland

N1 - Publisher Copyright: © 2024 by the authors.

PY - 2024/4/30

Y1 - 2024/4/30

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.

AB - 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.

KW - numerische Strömungsmechanik

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