[Module]CFD-ACE+ Spray Module

[cfdace]

Introduction

Spray Module 은 액체나 고체 입자, bubble 등의 괘적을 구하는데 사용한다. 다음은 몇 가지 특정한 응용분야의 예들이다.

spray combustion in gas turbine combustors
rocket engines and internal combustion engines
thermal sprays in coating applications
particle/aerosol separators
dust transport in clean rooms
particle/material deposition systems, etc.
analyte binding on microspheres in immuno assays

Discrete Phase (액체나 고체 입자, bubble)의 괘적 계산은 Lagrangian frame 에서의 mass, momentum, energy 방정식을 풀어서 구할 수 있다. Discrete Phase는 이를 감싸고 있는 연속 상과 물질 (증발), 운동량 (drag), 에너지 (열), bio-analyte (binding) 등을 교환 할 수 있다. Spray module 에서는 목적에 따라서 one-way (연속 상에서 discrete 상으로) 또는 two-way coupling 으로도 계산 할 수 있다.

Simulation of Cyclotron.

Application

Spray Module은 다음을 포함한 많은 예들에 적용 될 수 있다.

Spray combustion in rocket, gas turbine, and diesel engines;
Aerosol transport and separation;
Dust transport in clean rooms;
Evaporative cooling systems;
Particle deposition (coating) systems such as HVOF, plasma deposition, direct-write, LENS, etc;
Pathogen separation and pollutant transport for Chemical/Biological defense applications.
Microspheres based immuno assays

Features

현재 CFD-ACE+의 Spray Module은 다음과 같은 구성요소 들로 이루어져 있다.

Droplet/particle dynamics
Droplet/particle heat and mass transfer with superheat vaporization capability
Droplet/particle coupling source/sink terms due to interactions with the ambient fluid
Droplet/bead surface coverage evolution (due to adsorption of bio-analyte from the buffer)
User access subroutines to enable the user to specify properties, heat/mass transfer correlations, initial conditions, and time step, as well as eval‎uate parameters along trajectories for output.

Limitation

입자가 차지하는 공간은 무시되므로 희박한 양의 spray나 적은 mass loading 과 같은 문제에 적용 할 수 있다.
입자내의 온도 구배는 없다. 즉 열 전도의 속도는 무한대이다.
입자는 한 가지 성분으로 이루어져 있다. 여러 가지 성분을 가진 연료가 필요한 문제의 경우 각각의 단일 성분 연료를 분사함으로써 모사 할 수 있다.