Two-Fluid Model Stability, Simulation and Chaos - Martín López de Bertodano, William Fullmer, Alejandro Clausse, Victor H. Ransom

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Two-Fluid Model Stability, Simulation and Chaos (eBook)

Martín López de Bertodano, William Fullmer, Alejandro Clausse, Victor H. Ransom (Autoren)

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2016 | 1st ed. 2017
XX, 358 Seiten
Springer International Publishing (Verlag)
978-3-319-44968-5 (ISBN)

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This book addresses the linear and nonlinear two-phase stability of the one-dimensional Two-Fluid Model (TFM) material waves and the numerical methods used to solve it. The TFM fluid dynamic stability is a problem that remains open since its inception more than forty years ago. The difficulty is formidable because it involves the combined challenges of two-phase topological structure and turbulence, both nonlinear phenomena. The one dimensional approach permits the separation of the former from the latter.

The authors first analyze the kinematic and Kelvin-Helmholtz instabilities with the simplified one-dimensional Fixed-Flux Model (FFM). They then analyze the density wave instability with the well-known Drift-Flux Model. They demonstrate that the Fixed-Flux and Drift-Flux assumptions are two complementary TFM simplifications that address two-phase local and global linear instabilities separately. Furthermore, they demonstrate with a well-posed FFM and a DFM two cases of nonlinear two-phase behavior that are chaotic and Lyapunov stable.

On the practical side, they also assess the regularization of an ill-posed one-dimensional TFM industrial code. Furthermore, the one-dimensional stability analyses are applied to obtain well-posed CFD TFMs that are either stable (RANS) or Lyapunov stable (URANS), with the focus on numerical convergence.

Martín López de Bertodano is Associate Professor of Nuclear Engineering at Purdue University.

William D. Fullmer is a graduate student, specializing in computational fluid dynamics and computational multiphase flow, at Purdue University.

Alejandro Clausse, Universidad Nacional del Centro, Tandil, Argentina.

Victor H. Ransom is Professor Emeritus in the School of Nuclear Engineering at Purdue University.

Martín López de Bertodano is Associate Professor of Nuclear Engineering at Purdue University.William D. Fullmer is a graduate student, specializing in computational fluid dynamics and computational multiphase flow, at Purdue University.Alejandro Clausse, Universidad Nacional del Centro, Tandil, Argentina.Victor H. Ransom is Professor Emeritus in the School of Nuclear Engineering at Purdue University.

1IntroductionNomenclaturePART 1: HORIZONTAL AND NEAR HORIZONTAL WAVY FLOW2Fixed-Flux Model3Two-Fluid Model4Fixed-Flux Model ChaosPART 2: VERTICAL BUBBLY FLOW5Fixed-Flux Model6Drift-Flux Model7Drift-Flux Model Non-linear Dynamics and Chaos8RELAP5 Two-Fluid Model9Two-Fluid Model CFDAPPENDIX AOne-Dimensional Two-Fluid ModelAPPENDIX BMathematical BACKGROUND

Erscheint lt. Verlag	9.11.2016
Zusatzinfo	XX, 358 p. 74 illus., 60 illus. in color.
Verlagsort	Cham
Sprache	englisch
Themenwelt	Naturwissenschaften ► Chemie
	Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie
	Technik ► Bauwesen
	Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik
Schlagworte	computational fluid dynamics • Dispersion analysis • Drift flux model • Horizontal stratified wavy flow • Laplace transform • Linear and nonlinear fluid dynamic stability • Nonlinear numerical simulations • Two-phase flow analysis • Vertical bubbly-slug flow
ISBN-10	3-319-44968-0 / 3319449680
ISBN-13	978-3-319-44968-5 / 9783319449685

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