Search
Filters
total: 61
Search results for: kinetic thoery of granular flow
-
Optimization of hydrodynamic vortex separator for removal of sand particles from storm water by computational fluid dynamics
PublicationStorm water treatment has been gradually acknowledged for the removal of pollutants from urban areas using the hydro cyclone separation technique. The separation efficiency of the hydrodynamic vortex separator (HDVS) is a complex phenomenon. With the aim enhance the separation potency of HDVS for storm runoff to get rid of sand particles, the HDVS with different structural configurations was studied by computational fluid dynamics....
-
Numerical investigation of multiphase blood flow coupled with lumped parameter model of outflow
PublicationPurpose The purpose of this paper is the application of the computational fluid dynamics model simulating the blood flow within the aorta of an eight-year-old patient with Coarctation of Aorta. Design/methodology/approach The numerical model, based on commercial code ANSYS Fluent, was built using the multifluid Euler–Euler approach with the interaction between the phases described by the kinetic theory of granular flow (KTGF). Findings A...
-
MODELING THE pH EFFECTS ON NITROGEN REMOVAL IN THE ANAMMOX-ENRICHED GRANULAR SLUDGE
PublicationThe aim of the study was to determine the pH effects on nitrogen removal in the anammox-enriched 10 granular sludge. The experimental data were extracted from a 4L completely-mixed batch reactor with the 11 granular sludge at different initial pH values (6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 10.5) and constant temperature 12 T=30℃. Simulations were run in GPS-X 6.4 using a comprehensive mechanistic model Mantis2. Two 13 kinetic parameters,...
-
Modeling the pH effects on nitrogen removal in the anammox-enriched granular sludge
PublicationThe aim of the study was to determine the pH effects on nitrogen removal in the anammox-enriched granular sludge. The experimental data were extracted from a 4L completely-mixed batch reactor with the granular sludge at different initial pH values (6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 10.5) and constant temperature T=30℃. Simulations were run in GPS-X 6.4 using a comprehensive mechanistic model Mantis2. Two kinetic parameters, including...
-
Model-Based Evaluation of N2O Production Pathways in the Anammox-Enriched Granular Sludge Cultivated in a Sequencing Batch Reactor
PublicationA mechanistic model was developed as an extension of the Activated Sludge Model No. 1 to describe three nitrous oxide (N2O) production pathways in a laboratory-scale anammox-enriched granular sequencing batch reactor. Heterotrophic denitrification and two processes mediated by ammonia oxidizing bacteria (AOB), that is, ammonia (NH4+) oxidation via hydroxylamine (NH2OH) and autotrophic denitrification, were considered. A systematic...
-
Application of a cellular automaton to simulations of granular flow in silos
PublicationA cellular automaton based on a gas model of hydrodynamics was used to calculate the kinematics of non-cohesive granular materials during confined flow in a mass flow and funnel flow model silo. In the model, collisions of particles were taken into account during granular flow. In addition, a simplified automaton was used wherein granular flow was assumed as an upward propagation of holes through a lattice composed of cells representing...
-
From flow to jamming: Lattice Gas Automaton simulations in granular materials
PublicationWe introduce the first extension of a Lattice Gas Automaton (LGA) model to accurately replicate observed emergent phenomena in granular materials with a special focus on previously unexplored jamming transitions by incorporating gravitational effects, energy dissipation in particle collisions, and wall friction. We successfully reproduce flow rate evolution, density wave formation, and jamming transition observed in experiments....
-
Use of radiography images and gray level co-occurrence matrix to investigate gravitational granular flow
PublicationThe paper presents analysis of granular gravitational flow based on radiography images processing. The investigations were conducted for silo model geometry with concentric/eccentric discharging modes. The continuous X-ray radiography scans of granular material distribution, acquired during flow, were obtained by means of an especially designed model silo with rectangular bin and different settings of hopper angles. Image processing...
-
Modelling of shear zones during quasi-static granular silo flow using material point method (MPM)
PublicationThe paper focuses on confined silo flow of cohesionless sand. The problem considered is a quasi-static flow in a plane strain model silo with parallel walls simulated with the material point method (MPM). The simulation used a non-local hypoplastic constitutive model. Initially, the paper validated the implemented numerical approach with basic element tests and a plane strain compression test. The subsequent MPM calculations for...
-
Application of tomography to granular silo flow.
PublicationPublikacja zawiera opis wyników badań doświadczalnych nad efektami dynamicznymi podczs opróżniania silosów z zastosowaniem tomografii pojemnościowej.
-
Combining X-ray tomogrpahy imaging and DEM simulations to investigate granular material flow during silo discharging
PublicationEven after few decades of research, the study of particle motion taking place during silo discharging hasn’t been fully addressed, both experimentally and numerically, because of nontrivial behaviors that occur during associated flow patterns. For instance, discrete element method (DEM) has shown good qualitative prediction potential of velocity profile, but, on the other hand, frequently failed to match quantitatively experimental...
-
Application of a cellular automata model to granular flow
PublicationPrzedstawiono wyniki modelowania przepływów granulowanych przy zastosowaniu automatu komórkowego. Obliczenia wykonano dla silosów ze wstawkami i ścianką szczelną. Przyjęto różne schematy propagacji ziaren.
-
Application of an improved cellular automaton for granular flow.
PublicationW artykule omówiono wyniki numeryczne z zastosowaniem ulepszonego aparatu komórkowego do przepływów silosowych materiałów granulowanych. W modelu uwzgledniono zderzenia cząstek i dysypację energii. Wyniki porównano z wynikami badań modelowych.
-
Jacek Tejchman prof. dr hab. inż.
People -
Dynamic and tomography analysis of granular flow in cylindrical shell
PublicationW pracy przedstawiono wyniki badań ekperymentalnych dotyczących efektów dynamicznych występujących podczas przepływu materiałów sypkich w silosie cylindrycznym.
-
Reduction of dynamic effects during granular flow in silos
PublicationOmówiono kilka efektywnych sposobów redukcji nadmiernych dynamicznych efektów występujących w przepływie silosowym w silosach modelowych. Sposoby te mogą być wykorzystane w praktyce silosowej.
-
Confined granular flow in silos : experiments and numerical investigation
PublicationW monografii opisano niektóre charakterystyczne zjawiska mające miejsce podczas przepływów silosowych materiałów sypkich. Wykonano badania doświadczalne oraz obliczenia numeryczne celem wyjaśnienia zjawisk. Doświadczenia wykonano w dużych i małych silosach. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych opartej na hipoplastycznym modelu konstytutywnym dla materiałów sypkich.
-
Numerical simulations of granular material flow in silos with and without insert
PublicationArtykuł omawia wyniki naporu materiału sypkiego podczas przepływu w silosach z i bez wkładek. Obliczenia wykonano wykorzystując sformułowanie ale na bazie prawa sprężysto-plastycznego według druckera-pragera. Zbadano wpływ kształtu i położenia wkładki na wielkość naporu i rodzaj przepływu.
-
Experimental and theoretical investigations of silo music during granular flow
PublicationPraca dotyczy analizy efektów dynamicznych w silosach podczas przeływu materiałów sypkich.
-
Confined granular flow in silos with inserts - full-scale experiments
PublicationArtykuł omawia wyniki doświadczalne przepływów silosowych w silosach w naturalnej skali ze wstawkami. Podczas doświadczeń pomierzono przemieszczenia oraz napór na ściany. Zastosowano różne typy wstawek położone na różnej wysokości. Wyniki badań doświadczalnych porównano z przepływami bez wstawek.
-
Numerical modeling of shear localizations during granular flow in silos.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy MES dotyczącej przepływów materiałów sypkich w silosach. Omówiono różne metody opisu lokalizacji odkształceń stycznych wewnątrz materiałów. Wyniki porónano z wynikami doświadczalnymi.
-
Application of an uncoupled ALE-formulation of granular flow in silos with and without inserts
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy zachowania się materiałów granulowanych podczas przepływów w silosach ze wstawkami. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu prawa sprężysto-plastycznego według Druckera-Pragera przy zastosowaniu podejścia mieszanego niepołączonego ALE. Zbadano wpływ rodzaju wstawki i kąta tarcia na ścianie na wielkość naprężeń na ścianie.
-
Application of particle image velocimetry (PIV) for deformation measurement during granular silo flow.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki pomiarów tensora odkształceń w materiałach granulowanych podczas przepływu silosowego Pomiary wykonano przy zastosowaniu techniki optoelektronicznej PIV dla silosów z wkładkami i bez wkładek. Wyniki porównano ze zdjęciami rentgenowskimi.
-
Application of ECT to solid concentration measurements during granular flow in a rectangular model silo.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki doświadczeń pomiaru zmian koncentracji materiału granulowanego podczas przepływu silosowego w silosie prostokątnym. Zmiany zostały pomierzone przy pomocy tomografu. Doświadczenia wykonano w modelu silosu dla różnych szorstkości ścian i różnych zagęszczeń suchego piasku.
-
Determination of bulk solid concentration changes during granular flow in a silo with ECT sensors
PublicationW artykule przedstawiono wyniki doświadczeń pomiaru zmian koncentracji materiału granulowanego podczas przepływu silosowego. Zmiany zostały pomierzone przy pomocy tomografu. Doświadczenia wykonano w silosie cylindrycznym dla 2 różnych szorstkości ścian i różnych zagęszczeń suchego piasku.
-
Modeling of shear localization during confined granular flow in silos within non-local hypoplasticity.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy lokalizacji odkształceń w materiałach granulowanych podczas przepływu w silosach. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i mikropolarnego modelu hipoplastycznego. Zastosowano podejście ALE. Pokazano wpływ szorstkości ścian silosu i zagęszczenia materiału sypkiego na typ lokalizacji.
-
Investigations of shear localization during granular silo flow with non-local hypoplastic Constitutive Model
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy lokalizacji odkształceń w materiałach granulowanych podczas przepływu w silosach. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych w podejściu ALE i mikropolarnego modelu hipoplastycznego. Pokazano wpływ szorstkości ścian silosu i zagęszczenia materiału sypkiego na typ lokalizacji.
-
Application of inserts for suppression of coupled dynamic-acoustic effects during confined granular flow in silos
PublicationArtykuł omawia sposoby redukcji efektów dynamiczno-akustycznych w silosach. Do redukcji zastosowano różne wkładki. Zbadano wpływ kształtu i liczby wkładek w doświadczeniach. Na podstawie wyników doświadczalnych opracowano metodę redukcji efektów dynamiczno-akustycznych w dużych stalowych silosach.
-
Investigations of vortex-structures in granular bodies based on DEM and Helmholtz-Hodge flow field decomposition
PublicationArtykuł omawia wyniki numeryczne dotyczące struktur wirowych w materiałach granulowanych. Obliczenia wykonano dla stanu pasywnego przemieszczającej się sztywnej ścianki. W symulacjach wykorzystano metodę elementów dyskretnych i dekompozycję Helmholtza/Hodge’a pola prędkości. Struktury wirowe okazały się znakomitym prekursorem lokalizacji odkształceń stycznych w materiałach granulowanych.
-
FE-investigations of granular flow in silos using an uncoupled ALE-formulation and a non-local hypoplastic model
PublicationArtykuł omawia wyniki naporu materiału sypkiego podczas przepływu w silosach z i bez wkładek. Obliczenia wykonano wykorzystując niepołączone sformułowanie ALE na bazie prawa sprężysto-plastycznego według Druckera-Pragera. Zbadano wpływ kształtu i położenia wkładki na wielkość naporu i rodzaj przepływu.
-
Quantitative estimation of volume changes of granular materials during silo flow using X-ray tomography.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych nad zmianami objętościowymi materiału granulowanego podczas przepływu silosowego. Badania wykonano przy zastosowaniu tomografii rentgenowskiej. Wyniki porównano z wynikami doświadczalnymi przy zastosowaniu cyfrowej obróbki zdjęć płynącego materiału.
-
Micro-modelling of shear localization during quasi-static confined granular flow in silos using DEM
PublicationThe paper deals with the quasi-static confined flow of cohesionless sand in a plane strain model silo with parallel walls and a slowly movable bottom. Numerical modelling was carried out by the discrete element method (DEM) using spheres with contact moments to approximately capture a non-uniform shape of sand particles. Different initial void ratios of sand and silo wall roughness grades were employed. Regular triangular grooves...
-
Modeling of heat and fluid flow in granular layers using high-order compact schemes and volume penalization method
Publication -
Modelling of shear localization during granular flow within non-local hypoplasticity using material point method
PublicationArtykuł omawia wyniki numeryczne dotyczące powstawania lokalizacji odkształceń stycznych w materiałach granulowanych Obliczenia wykonano dla ściskania dwuosiowego i przypływu silosowego stosując hipoplastyczny model konstytutywny rozszerzony o długość charakterystyczną w ramach nielokalnej teorii. Zastosowano podejście punktów materialnych w celu uniknięcia nadmiernej deformacji elementów skończonych.
-
Modeling of patterns of shear zones during granular flow in silos using uncoupled ALE-formulation and non-local hypoplasticity
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy lokalizacji odkształceń w materiałach granulowanych podczas przepływu w silosach. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych w podejściu ALE i mikropolarnego modelu hipoplastycznego. Pokazano wpływ szorstkości ścian silosu i zagęszczenia materiału sypkiego na typ lokalizacji.
-
Towards application of uncertainty quantification procedure combined with experimental procedure for assessment of the accuracy of the DEM approach dedicated for granular flow modeling
PublicationThere is a high demand for accurate and fast numerical models for dense granular flows found in many industrial applications. Nevertheless, before numerical model can be used its need to be always validated against experimental data. During the validation, it is important to consider how the measurement data sets, as well as the numerical models, are affected by errors and uncertainties. In this study, the uncertainty quantification...
-
Investigations of porosity changes during granular silo flow using Electrical Capacitance Tomography (ECT) and Particle Image Velocimetry (PIV)
PublicationArtykuł omawia pomiary zmian porowatości podczas przepływu silosowego materiału granulowanego. Zastosowano 2 techniki: tomografie i optoelektroniczną DIC. Pomiary wykonano dla różnych początkowych zagęszczeń oraz szorstkości ścian.
-
Comparative study of high‑pressure fluid flow in densely packed granules using a 3D CFD model in a continuous medium and a simplified 2D DEM‑CFD approach. Granular Matter
PublicationIzotermiczny ściśliwy jednofazowy przepływ cieczy przez niejednorodną masę ziarnistą składającą się z gęsto upakowanych zachodzących na siebie kul imitujących skałę pod wysokim ciśnieniem zbadano numerycznie przy użyciu dwóch różnych podejść. Pierwsze podejście zwane pełnym modelem 3D CFD stosowało metodę skończonych objętości (FVM) do rozwiązania uśrednionego równania Naviera-Stokesa zakładając model naprężeń Reynoldsa (BSL) w...
-
Tome-lapse X-ray tomography imaging of flow patterns in versatile silo model
PublicationThe paper introduces a new versatile silo model that was especially designed for in situ X-ray tomography studies of silo discharge for various flow conditions, namely concentric and eccentric. The presented work focuses on organic granular materials where low fraction of short-grain white rice is mixed with spheroidal sorghum particles. The high-quality tomography images combined with adequate image processing strategy allows...
-
Implementation of Solute Transport in the Vadose Zone into the “HYDRUS Package for MODFLOW”
PublicationThe “HYDRUS package for MODFLOW” is an existing MODFLOW package that allows MODFLOW to simultaneously evaluate transient water flow in both unsaturated and saturated zones. The package is based on incorporating parts of the HYDRUS‐1D model (to simulate unsaturated water flow in the vadose zone) into MODFLOW (to simulate saturated groundwater flow). The coupled model is effective in addressing spatially variable saturated‐unsaturated...
-
Data set generation at novel test-rig for validation of numerical models for modeling granular flows
PublicationSignificant effort has been exerted on developing fast and reliable numerical models for modeling particulate flow; this is challenging owing to the complexity of such flows. To achieve this, reliable and high-quality experimental data are required for model development and validation. This study presents the design of a novel test-rig that allows the visualization and measurement of particle flow patterns during the collision...
-
Chracteristics of anaerobic ammonium oxidation initated by anaerobic granular sludge
PublicationTwo different mixed sludge, anaerobic granular sludge(Ｒ1) and anaerobic granular sludge with mature anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) sludge (Ｒ2 )were used as the inocula in two up-flow reactors to enrich anaerobic ammonia-oxidizing bacteria (AnAOB)，respectively．The total nitrogen removal rate of Ｒ1 reached 74% in 99 days, while Ｒ2 remained above 70% in only 48 days．The content of extracellular polymeric substance (EPS) in...
-
ARRAY OF MINIJETS – THERMAL AND HYDRAULIC PHENOMENA IN BOUNDARY LAYER
PublicationPresented work considers flow and thermal phenomena occurring in the system consisting of minijets array and heated with constant heat flux surface. Numerical analyses, based on the mass, momentum and energy conservation laws, were conducted. Focus was placed on the proper model construction, in which turbulence and boundary layer modelling was crucial. Calculations were done for various mass flow rates. The main calculations were...
-
Thermal visualization of Ostwald-de Waele liquid in wavy trapezoidal cavity: Effect of undulation and amplitude
PublicationThe present study is concerned with the numerical simulations of Ostwald-de Waele fluid flow in a wavy trapezoidal cavity in the presence of a heated cylinder situated at the center of the cavity. The work consists in characterizing the mixed convection as a function of the intensity of heat flow. The flow behaviour and temperature distribution in a cavity are the main focus of this study. The lower wall of the cavity is fixed...
-
Effect of free water on the quasi‑static compression behavior of partially‑saturated concrete with a fully coupled DEM/CFD approach.
PublicationThe work aims to numerically investigate the quasi-static response of partially fluid-saturated concrete under two-dimensional uniaxial compression at the mesoscale. We investigated how the impact of free pore fluid content (water and gas) affected the quasi-static strength of concrete. The totally and partially fluid-saturated concrete behavior was simulated using an improved pore-scale hydro-mechanical model based on DEM/CFD....
-
Parametric versus nonparametric modelling of dynamic susceptibility contrast enhanced MRI based data
PublicationDynamic tracking of a bolus of a paramagnetic agent (dynamic susceptibility contract - DSC) in MRI (magnetic resonance imaging) measurements is successfully used for assessment of the tissue perfusion and the other features and functions of the brain (i.e. cerebral blood flow - CBF, cerebral blood volume - CBV, mean transit time - MTT). The parametric and nonparametric approaches to the identification of MRI models are presented...
-
Pilot study of the influence of thermoplastic starch based polymer packaging material on the growth of diatom population in sea water environment
PublicationNovel polymeric packaging materials susceptible to environmentally friendly decomposition appeared on the global market. The paper is devoted to an investigation of the impact of degradable polymer packaging on marine life. The chosen polymer was a commercial packaging based on thermoplastic starch (TPS over 85%). The microorganism chosen was Phaeodactylum tricornutum diatom (identified in many aquatic reservoirs, with a tendency...
-
A pore-scale thermo–hydro-mechanical model for particulate systems
PublicationA pore scale numerical method dedicated to the simulation of heat transfer and associated thermo–hydro-mechanical couplings in granular media is described. The proposed thermo–hydro-mechanical approach builds on an existing hydromechanical model that employs the discrete element method for simulating the mechanical behavior of dense sphere packings and combines it with the finite volume method for simulating pore space fluid flow...
-
Thermal and hydraulic phenomena in boundary layer of minijets impingement on curved surfaces
PublicationPresented work considers flow and thermal phenomena occurring during the single minijet impingement on curved surfaces, heated with a constant heat flux, as well as the array of minijets. Numerical analyses, based on the mass, momentum and energy conservation laws, were conducted, regarding single phase and two-phase simulations. Focus was placed on the proper model construction, in which turbulence and boundary layer modeling...
-
Heat transfer characteristics of hybrid microjet – Microchannel cooling module
PublicationThe paper presents experimental investigation of heat transfer intensification in a microjet–microchannel cooling module. Applied technology takes benefits from two very attractive heat removal techniques. When jets are impinging on the surface, they have a very high kinetic energy at the stagnation point, also in microchannels boundary layer is very thin allowing to obtain very high heat fluxes. Main objective of this paper was...